硫酸葡聚糖通过抑制ICAM1表达并激活Wnt信号通路下调E-钙黏蛋白，从而防止人多能干细胞在3D培养中过度聚集

背景：人多能干细胞（hPSCs）在再生医学和药物开发中具有巨大潜力。然而，用于临床级hPSC大规模生产的3D悬浮培养系统一直是一个重大挑战。越来越多的证据表明，添加硫酸葡聚糖（DS）可以防止hPSCs在3D悬浮培养中过度粘附形成较大的聚集体。然而，这一现象背后的信号和分子机制仍然不清楚。方法：通过使用细胞聚集体培养测定法并在悬浮培养系统中分离大和小聚集体，通过mRNA序列分析、qRT-PCR验证、集落形成测定和干扰测定研究了DS的潜在机制和下游靶基因。结果：由于细胞粘附分子（CAMs）在hPSC粘附和聚集中发挥重要作用，我们假设DS可能通过影响hPSCs中CAMs的表达来防止过度粘附。正如预期的那样，DS处理后，我们发现CAMs的表达显著下调，尤其是E-钙黏蛋白（E-cad）和细胞间粘附分子1（ICAM1），这两种在hPSCs中高表达的CAMs。E-cad在hPSC粘附中的作用已被广泛研究，但ICAM1在hPSCs中的功能几乎不清楚。在本研究中，我们证明ICAM1具有促进hPSCs粘附的能力，而这种粘附被DS处理抑制。此外，RNA-seq的转录组分析显示，DS处理上调了与Wnt信号相关的基因，导致Wnt信号通路的激活，其中SLUG、TWIST和MMP3/7高表达，并进一步抑制E-cad的表达。结论：我们的结果表明，DS通过抑制ICAM1的表达并结合通过激活Wnt信号通路下调E-cad，在控制3D悬浮培养中hPSC聚集体的大小方面发挥重要作用。这些结果代表了朝着在3D悬浮条件下大规模培养中开发hPSCs扩展的重要一步。