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利用细胞自我重组促使类器官血管化2024-05-11 08:36:41

在目前血管化类器官的构建中,由各类基质构成的生物支架已经成为必不可少的组分。WENZ等报道通过在甲基丙烯酰明胶作为三维支架的水凝胶中共培养血管内皮细胞和脂肪间充质干细胞,可观察到微血管生成和骨基质形成。在聚乙二醇水凝胶中共培养人胚胎干细胞衍生的神经祖细胞、血管内皮细胞、间充质干细胞和小胶质细胞可产生具有血管网络及不同神经元和神经胶质细胞群的脑类器官。

此外,还有学者采用脱细胞生物支架材料构建类器官,如心脏、肝脏及肾脏等这样的全器官脱细胞基质表现出了非常好的生物相容性,支持所接种的种子细胞增殖、迁移及功能的维持,此外还可以保留原有的管道系统,在血管化组织工程器官的构建方面具有广阔的应用前景。随着类器官培养技术的迅速发展,至今已有多种研究策略来促进类器官的血管发生,归纳为两大类:其一是指体外的血管化,通过与血管发育相关的细胞共培养、利用细胞自我重组能力或借助于微血管碎片及支架材料的组织工程获得;其二是指体内的血管化,即将类器官移植至宿主体内,宿主血管侵入类器官,在类器官内生长,完成类器官血管化。
 
自我重组也称自组织,是指细胞或细胞群在特定微环境中自发建立组织结构的能力,即在体外培养的条件下,通过对小分子或信号通路精确的时空控制,多能干细胞群可被诱导分化产生多种细胞类型,激发多细胞反应,形成一种动态的微环境影响细胞增殖、分化与环境重塑,从而模拟机体发育的各个层面。自组织形成的结构很大程度上是根据细胞原有的特性决定的。据报道,在三维培养条件下,乳腺上皮细胞自发自组织聚集成腔状球形结构,产生泌乳腺泡;唾液腺上皮细胞聚集可以参与类似驱动唾液腺发育的出芽和分裂过程。由此可见自组织是多能干细胞在体外生长发育的一种特性,诱导性多能干细胞或胚胎干细胞由于具有多向分化潜能,在不同的条件下被诱导向不同方向的细胞系分化,进而自组织成具有一定结构和功能的类器官。
 
出自《血管化类器官的构建策略》作者:刘明昱,范文。