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.2013年9月21日;13(18):3562-8。
doi:10.1039/c3lc50435b。

微流体装置内人内皮细胞和胚胎干细胞源周细胞的三维共培养

附属公司

微流体装置内人内皮细胞和胚胎干细胞源周细胞的三维共培养

安德里斯·德·范德米尔等。 实验室芯片. .

摘要

芯片上的器官是体外微工程组织结构,可以用作生理和病理研究的平台。它们提供了类似组织的微环境,不同类型的细胞可以在其中以受控的方式共同培养,以创建合成器官模拟物。血管是人体所有组织的组成部分。因此,血管结构的发展是推进芯片上器官领域的一个重要研究课题,因为生成的组织需要血液或营养供应。在这里,我们通过注射人脐静脉内皮细胞、人胚胎干细胞衍生周细胞(血管平滑肌细胞的前体)的混合物,在微通道内构建血管组织的三维结构和鼠尾胶原蛋白I形成尺寸为500μm×120μm×1 cm(w×h×l)的聚二甲基硅氧烷微流控通道。在12小时的过程中,细胞将自己组织成一根长管,类似于沿着通道轮廓的血管。通过共焦显微镜对管子形态进行详细检查,发现在细胞间接触处有成熟的内皮单层,PECAM-1染色完全,周细胞并入管子结构内。我们还证明,在存在针对转化生长因子β(TGF-β)的中和抗体时,试管形成被破坏。TGF-β信号通路对血管的正常发育至关重要;在小鼠发育过程中,其任何成分的缺失都会导致血管生成和血管生成缺陷,人类的血管生成和变异与多种血管遗传疾病有关。在工程化微血管中,TGF-β信号的抑制导致管径更小、扭曲度更高,这与遗传性出血性毛细血管扩张症(HHT)患者观察到的异常血管非常相似。总之,我们已经开发出了微工程三维血管结构,可以用作模型来测试药物的效果,并研究不同人类血管细胞类型之间的相互作用。未来,该模型可能会集成到更大的组织结构中,以推动芯片上器官的发展。

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