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类器官血管化中细胞因子的作用2024-05-10 09:14:54

VOGES等先将人多能干细胞分别分化为血管内皮细胞、心肌细胞,再与人心脏成纤维细胞按比例组合构建血管化心脏类器官,结果表明,血管细胞具有分泌功能且能促进心脏类器官的成熟度、收缩力以及其在心脏建模中的作用。在肾脏类器官构建中,TAKASATO等将人诱导性多能干细胞先诱导分化成集合管和肾单位两种类型的祖细胞,再将其包被于基质胶中共培养生成肾脏类器官,其内可观察到内皮细胞包围的集合管、肾小管以及含有足细胞的肾小球结构。

以上血管化类器官的构建策略均是采用细胞独立分化的方式进行的,即将多种不同类型的细胞组合在一起形成多细胞类器官,例如诱导性多能干细胞先分化为内皮细胞,再与其他细胞混合来促使类器官血管化。另一种分化方式为协同分化,即同时分化多种细胞类型,例如在血管化大脑类器官培养中,将诱导性多能干细胞分化为内皮细胞,但一小部分诱导性多能干细胞也会在神经诱导的条件下自发分化为神经细胞、神经胶质细胞,进一步促进神经分化。WIMMER等利用诱导性多能干细胞或胚胎干细胞构建血管类器官过程中,首先将诱导性多能干细胞诱导分化为血管内皮细胞,期间有一部分诱导性多能干细胞自发分化为周细胞和其他血管细胞,多细胞的协同分化从而促使稳定的血管网络生成。
 
总之,诱导性多能干细胞或胚胎干细胞由于具有多向分化潜能和强大的分化发育的可塑性,且可以同时分化出不同的细胞类型,因此与其他支持细胞共培养比单独使用血管内皮细胞更容易促使类器官血管化的发生。细胞因子在类器官血管化过程中也起着非常重要的调节作用,近年来的研究已证实有多种信号分子参与类器官的血管化过程,例如血管内皮生长因子、成纤维细胞生长因子、基质金属蛋白酶、转化生长因子和肿瘤坏死因子等。
 
出自《血管化类器官的构建策略》作者:刘明昱,范文。