泪腺（LG）是一种管状腺泡外分泌器官，负责分泌泪膜中的水液成分[1]。泪腺功能障碍可能由创伤、放射治疗、自身免疫性疾病（如干燥综合征）或衰老过程引起，通常会导致水液缺乏型干眼症（ADDE）[2, 3, 4]。目前的ADDE治疗方法主要侧重于通过人工泪液替代品缓解症状，但无法提供长期的治疗效果[5]。开发旨在再生受损泪腺组织并恢复其分泌功能的新疗法需要全面了解泪腺的生理学及其功能障碍的病理机制。体外泪腺模型将显著促进标准化、可重复且资源高效的基础研究，并有助于药物筛选[6, 7]。
球体和类器官都是构建器官型体外模型的有希望的构建块，这些模型能够在保持天然组织结构和功能的同时提供实验控制，从而弥合了简单2D培养与复杂体内研究之间的差距[8]。
球体由单一或多种细胞类型组成，通过3D微环境实现细胞间相互作用，从而更好地模拟体内条件[9]。类器官通常来源于诱导多能干细胞或成体干细胞，能够再现器官的关键结构和功能特性[10, 11]。球体和类器官已成功应用于胃[12]、肺[13, 14]、脑[15]和心脏组织[16]等，以及胰腺[17]、唾液腺[18]、甲状腺[19]和乳腺[20]等腺体器官。同样，也使用多种方法制备了泪腺球体或类器官[21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29]，每种方法都有其独特优势和局限性。
一些制备泪腺类器官的方法依赖于诱导多能干细胞（iPSC）[27, 29]，这些方法具有延长培养周期和生成患者特异性模型的优势[30]。然而，这些方法可能无法准确复制成年器官的生理学特性，并且在潜在的治疗应用中存在肿瘤生长的风险[31]。
为了进一步发展生理上相关的泪腺模型，新兴的生物制造技术提供了有前景的策略，可以实现复杂、富含细胞的组织结构的自动化构建。其中，生物打印技术允许精确地逐层沉积生物墨水（基于水凝胶的配方，含有活性细胞和支持性生物材料），从而构建出空间有序、功能模拟的组织类似物[32]。
对于生物制造应用，球体的直径应小于200微米，以确保其能够通过打印喷嘴而不会受到过度剪切应力的影响，但一些现有协议未能满足这一要求[21, 22, 29]。Massie及其同事[22]将泪腺上皮细胞（EpC，作为泪液分泌成分）与泪腺间充质基质细胞（MSC）结合（因其具有再生和免疫调节作用[33, 34]），以及人微血管内皮细胞（HUVEC）一起用于未来的3D结构，以支持营养和氧气供应。然而，所形成的球体直径达数毫米，远超过生物打印所需的尺寸。
一些方法使用如Matrigel?这样的支持基质[22, 23, 29]，但其来源具有致癌性，因此其成分尚未完全明确且批次间存在差异[35, 36]。因此，Matrigel?几乎不能代表生理上相关的成分，在体外模型中重现性不足。理想的泪腺体外模型支架应反映天然组织的复杂生化组成和机械特性。由目标器官的去细胞外基质（ECM）制成的水凝胶符合这些标准，能够与组织特异性球体结合，并作为生物打印的生物墨水，实现精确的空间排列[37, 38]。
基于ECM的水凝胶已成功应用于多种组织，包括角膜[39]、胰腺[40]、唾液腺[41]和泪腺[42]。在体外模型的背景下，维持组织来源细胞的生理功能至关重要。来自肾脏[43]、食道[44]、心脏[45]和泪腺[42]的水凝胶已被证明比非特异性基质更能保持组织特异性功能。例如，去细胞化的泪腺水凝胶（dLG-HG）比Matrigel?或胶原蛋白I（Col）更有效地增强了泪腺上皮细胞的分泌功能[42]。
在本研究中，我们介绍了一种使用琼脂糖微孔生成可生物打印大小的功能性泪腺球体的可重复、高通量方法。我们的多细胞球体包含泪腺上皮细胞（EpC）、间充质基质细胞（MSC）和人脐静脉内皮细胞（HUVEC）。首先，我们比较了泪腺球体与2D培养的存活率和分泌功能，分析了不同细胞类型的空间排列。其次，在我们之前建立并表征dLG-HG[42]的基础上，我们将泪腺球体整合到dLG-HG中，开发了一个更具生理相关性的3D泪腺体外模型，并评估了其与嵌入组织特异性胶原蛋白I的对比效果。
