西安交通大學(xué)生命學(xué)院仿生工程與生物力學(xué)研究所（BEBC）研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于膠原蛋白-透明質(zhì)酸的塑性可調(diào)水凝膠平臺(tái)，用于探究基質(zhì)塑性如何調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞三維微血管發(fā)生的規(guī)律及機(jī)制，近日該研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》。

體內(nèi)三維微血管的發(fā)生主要涉及兩個(gè)生物學(xué)過(guò)程，即血管新生和血管再生。探索影響微血管發(fā)生的生化及物理因素對(duì)進(jìn)一步理解和治療血管相關(guān)疾病具有重要意義。在血管新生和再生過(guò)程中，內(nèi)皮細(xì)胞（ECs）的生長(zhǎng)始于對(duì)周圍三維基質(zhì)的重塑，然后通過(guò)細(xì)胞-基質(zhì)及細(xì)胞間相互作用形成三維微血管組織。因此，基質(zhì)的動(dòng)態(tài)重塑能力在調(diào)節(jié)三維微血管行為方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是，基質(zhì)塑性對(duì)三維微血管發(fā)生過(guò)程的影響規(guī)律以及相關(guān)的分子途徑仍不清楚。

中等塑性水凝膠促進(jìn)三維微血管再生。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，三維基質(zhì)塑性可通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生整合素簇、加強(qiáng)細(xì)胞收縮并與基質(zhì)形成穩(wěn)定連接的黏著斑，從而加速三維微血管網(wǎng)絡(luò)的組裝和生成。然而，與預(yù)期不同的是，研究發(fā)現(xiàn)在中等塑性基質(zhì)中形成的三維脈管管腔直徑與血管侵入距離等參數(shù)反而領(lǐng)先于高塑性基質(zhì)。通過(guò)進(jìn)一步分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，盡管高塑性基質(zhì)可誘導(dǎo)加強(qiáng)細(xì)胞收縮，但過(guò)于增強(qiáng)的細(xì)胞收縮力和細(xì)胞-基質(zhì)相互作用會(huì)降低細(xì)胞VE-cad表達(dá)水平，從而破壞細(xì)胞間黏附連接，削弱內(nèi)皮細(xì)胞的管腔生成及血管再生能力。此外，小鼠皮下移植實(shí)驗(yàn)也得到了相同結(jié)果。以上研究從力學(xué)生物學(xué)的角度探討了三維微血管新生與再生的生物力學(xué)影響因素，強(qiáng)調(diào)了平衡的細(xì)胞收縮對(duì)血管發(fā)生的重要性，也為體外干預(yù)提供了實(shí)驗(yàn)和理論參考。（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 嚴(yán)濤）

內(nèi)皮細(xì)胞響應(yīng)三維基質(zhì)塑性的分子通路示意圖。（圖片均由論文課題組提供）

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43768-0

來(lái)源：《自然—通訊》