惊叹:连生理功能的血管组织都能重建?!

文章作者:bianji3 | 2018-07-14
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  “组织工程”这一概念是美国国家基金会于1987年正式提出和确定的。它是应用细胞生物学和工程学的原理,研究和开发修复改善损伤组织形态和功能的生物替代物的科学。

  目前,再生重建组织器官的最大难点是人工移植物的血管化。组织器官内部的血管网络可以传输营养物质和氧气,进而维持机体的代谢和正常的生命活动。  

  是否可以植入一种神奇的“可降解”的人工血管,用它诱导体内组织再生,最终重建出具有正常生理功能的血管组织,造福心血管病患者?记者12日获悉,南开大学与英国伦敦大学国王学院的联合研究团队,在上述设想的关键环节——人工血管再生机制研究方面取得突破性进展。该研究结果发表在最新一期心血管领域国际权威期刊《Circulation Research》上。

  在心血管疾病的治疗过程中,植入人工材料或器械已十分常见,但小口径人工血管由于“再狭窄”发生率高,目前尚未有成功的临床应用。研发可促进血管再生的新型植入材料,已成为世界范围人工血管研究的热点领域。

  南开大学心血管生物材料团队与英国伦敦大学国王学院血管生物学研究团队,利用一种血管再生重构中具有关键作用的蛋白Dickkopf 3(DKK3),构建了具有递送DKK3功能的人工血管,并通过体内血管移植模型考察了这一蛋白,在诱导血管祖细胞(VPC)定向迁移和促进组织再生方面的重要作用。该团队首次提出了DKK3通过与血管祖细胞表面的CXCR7受体结合激活下游相关信号通路,从而诱导VPC迁移的机制。此外,科学家还发现,血管祖细胞中的组蛋白去乙酰化酶7(HDAC7)的mRNA可以选择性翻译产生一个含有7个氨基酸分子的多肽。这个多肽能够诱导VPC的迁移和向血管内皮细胞方向分化,从而有效促进人工血管的内皮化形成。

  由于涂层编造过程中,两种生长因子在一定微观结构的支架表面通过次序的按量包埋,从而实现了生长因子的时空协同释放的效果。为进一步模拟体内流体力学环境,该支架被置于生物反应器内动态培养,研究结果显示了该复合支架具有显著的血管化骨的形成能力。该工作通过结合工程学、材料学和生物学,首次提出了仿生3D打印支架和生长因子智能传输一体化的设计思路,对实现复杂组织器官的修复和重建具有重要的意义。这一研究也将大大提速“可降解”人工血管的开发与临床医用进程。

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