血管生成

Abstract(#br)The development of a scaffold able to mimic the mechanical properties of elastic tissues and to induce local angiogenesis by controlled release of angiogenic growth factors could be applied in the treatment of several ischemic diseases. For this purpose a composite scaffold made of a poly(ether)urethane–polydimethylsiloxane (PEtU–PDMS) semi-interpenetrating polymeric network (semi-IPN) and fibrin loaded growth factors (GFs), such as VEGF and bFGF, was manufactured using spray, phase-inversion technique.

促进血管生成对于组织修复治疗的成功和组织工程结构的命运至关重要。尽管许多生化信号分子已经被使用，但已知其在体内的生物学功能有限，主要是由于其寿命短，活性差。除了生化信号之外，基质(或工程生物材料)在刺激血管生成过程中起着关键作用。在这里，我们讨论了修复和再生各种组织，包括皮肤、骨、肌肉和神经所采取的促血管生成的努力，重点讨论了工程基质的作用。这包括孔结构和理化性质的设计(纳米拓扑、刚度、化学和可降解性)、基质的剪裁以恰当地呈现生长因子及其与黏附配体的串扰、血管生成分子和金属离子的控制和持续传递、细胞工程和预血管化组织的构建等。总体而言，材料驱动的策略是调整细胞和组织微环境，通过基质线索和适当呈现或传递信号分子和细胞，血管生成事件可以得到明显的青睐。

高血管化是胶质母细胞瘤( GBM )的生物学特性，然而，验证GBM中血管生成机制和生理作用的体外实验模型尚未建立。最近，我们利用人脐静脉内皮细胞( HUVECs )与人肺成纤维细胞( hLFs )共培养，建立了一种自组织的血管生成模型，在此，我们利用该系统建立了GBM中真实的血管生成模型。我们开发了两个聚二甲基硅氧烷( PDMS )装置，一个甜甜圈孔碟和一个5通道微流控装置，观察胶质母细胞瘤细胞对HUVECs的非接触效应。我们检测了5株患者来源的和5株广泛使用的GBM细胞系。采用共聚焦荧光显微镜观察红细胞荧光蛋白( RFP ) - HUVECs和异硫氰酸荧光素( FITC ) -葡聚糖灌注后的形态学变化。分析了GBM细胞系的遗传和表达特性。甜圈-孔板实验显示KNS1451是唯一能够诱导HUVEC向血管样结构转变的细胞，类似hLFs。5 - lane装置实验表明，KNS1451促进了血管网的形成，充分灌流了血管网，揭示了管腔结构的功能。基因芯片分析显示KNS1451是GBM的间充质亚型。利用患者间充质GBM细胞系，在微流控装置中与GBM接触非依赖性共培养可诱导HUVECs形成成熟的去内皮血管。这些结果支持了一个新的体外研究模型的建立，并为GBM的血管生成机制提供了新的见解，并可能有助于未来未知分子靶点的检测。

角质形成细胞常被用于受损皮肤组织的生物和生物医学重塑。然而，细胞存活率低、细胞维持不良以及缺乏旁分泌因子，阻碍了角质形成细胞对皮肤创伤愈合的治疗效果。在此，我们报道了一种用于微尺度角质形成细胞工程平台的2D和3D共空间分隔贴片( CSCP )的制备和一种新的角质形成细胞输送方法，以增强伤口闭合。在聚二甲基硅氧烷( PDMS )基底内刻制微型圆柱体，用于诱导和捕获三维角质形成细胞团簇。同时，将PDMS基底外表面作为2D角质形成细胞培养的区域。因此，CSCPs可以同时应用于体外角质形成细胞的2D和3D培养和体内细胞移植。3D角质形成细胞增加了细胞递送密度和血管生成因子的表达，但降低了细胞增殖，这与2D角质形成细胞的高增殖相辅相成。我们的体内实验结果证实，当细胞以2D和3D共空间方式传递时，角质形成细胞对创面封闭的治疗效果明显增强。我们利用CSCPs通过简单的双重空间控制来提高角质形成细胞的伤口闭合疗效，得到了同时上调分子机制的支持，为开发大规模的皮肤伤口愈合角质形成细胞递送系统提供了新的见解。