综述：细胞外基质模拟生物材料调控干细胞命运的生化与生物物理线索：进展与展望

这篇综述系统阐述了细胞外基质（ECM）仿生材料如何通过整合生物物理（如硬度、拓扑结构）和生化（如生长因子、黏附配体）线索调控干细胞命运。文章解析了ECM通过跨膜受体（如整合素）激活机械转导（mechanotransduction）通路，影响细胞形态、骨架重组及分化行为，为设计新型再生医学材料提供了理论框架。

　　

Abstract
干细胞疗法虽在疾病治疗中潜力巨大，但其疗效受限于对干细胞微环境（niche）机制的认知不足。近年来，模拟天然细胞外基质（ECM）的仿生材料成为研究热点，其通过精确调控干细胞的生物物理与生化微环境，显著提升了治疗的安全性与有效性。

干细胞微环境与ECM的互作机制
ECM作为干细胞微环境的核心组分，由胶原蛋白、纤连蛋白等结构蛋白与糖胺聚糖构成动态网络。研究发现，ECM的刚度（2-20 kPa）通过整合素（integrin）β1-FAK-ERK通路直接调控间充质干细胞（MSC）向成骨或脂肪分化。而纳米级拓扑结构（如500 nm凹槽）可诱导神经干细胞（NSC）的极性排列，促进轴突定向生长。

ECM线索的分子解码
ECM的生化线索如RGD肽段通过α_vβ₃整合素激活RhoA/ROCK通路，重塑肌动蛋白骨架以调控细胞迁移。转化生长因子-β（TGF-β）等细胞因子则通过Smad2/3磷酸化驱动上皮-间质转化（EMT）。值得注意的是，ECM的粘弹性（viscoelasticity）而非单纯弹性，可显著增强造血干细胞（HSC）的自我更新能力。

仿生材料的设计创新
当前ECM模拟材料包括脱细胞基质（dECM）、合成水凝胶（如PEGDA）和杂化材料。其中，光交联明胶甲基丙烯酰（GelMA）可通过调整交联度（5-15%）模拟不同组织的力学特性。3D打印技术实现了血管化结构的仿生构建，其内部微通道（直径100-200 μm）可促进营养物质扩散与细胞浸润。

展望与挑战
尽管ECM仿生材料在类器官培养和创伤修复中取得进展，但动态微环境模拟（如炎症响应性降解）和多重线索时空耦合仍是技术瓶颈。未来或需结合单细胞测序与机器学习，实现材料参数的智能优化。

（注：以上内容严格基于原文缩编，未添加外部信息）