深圳先進(jìn)院研發(fā)出程序化誘導(dǎo)血管內(nèi)皮化材料
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所納米調(diào)控中心杜學(xué)敏副研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建了拓?fù)湫蚊部沙绦蚧D(zhuǎn)變材料，可主動(dòng)引導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，為血管再生修復(fù)中的核心關(guān)鍵問題亟血管內(nèi)皮化提供了創(chuàng)新解決方案。該項(xiàng)研究成果以"A Stage-Specific Cell Manipulation Platform for On-demand Inducing Endothelialization"為題發(fā)表在國際權(quán)威綜合性期刊National Science Review（《國家科學(xué)評(píng)論》影響因子13.222）上。杜學(xué)敏副研究員是該論文通訊作者，團(tuán)隊(duì)成員趙啟龍博士與王娟助理研究員為共同第一作者，深圳先進(jìn)院為唯一通訊單位。
通過材料拓?fù)湫蚊渤绦蚧D(zhuǎn)變分階段差異化引導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能、從而有效促進(jìn)血管內(nèi)皮化
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，目前每年死于心血管疾病的人數(shù)占全球死亡人數(shù)三成以上。心血管疾病是排名高于癌癥及各類傳染性疾病的第一大死因。血管再生修復(fù)研究對(duì)于改善心血管疾病治療，提高心血管疾病患者存活率和生活質(zhì)量具有重要意義。在血管再生修復(fù)過程中，如何在血管內(nèi)腔快速形成融合單層的血管內(nèi)皮細(xì)胞單層亟血管內(nèi)皮化是其中的關(guān)鍵，決定了重塑血管的功能性和有效性。為改善血管內(nèi)皮化，團(tuán)隊(duì)在前期工作中開發(fā)了具備生物活性、可實(shí)現(xiàn)從二維到三維形態(tài)轉(zhuǎn)變的血管組織工程支架，有效支持了血管內(nèi)皮細(xì)胞在血管內(nèi)腔的三維黏附生長，為內(nèi)皮化創(chuàng)造了有利條件（Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1801027; ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 23583）。然而，在自體內(nèi)皮化進(jìn)程，單純提供適宜血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附生長的靜態(tài)微環(huán)境還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。血管內(nèi)皮細(xì)胞在內(nèi)皮化過程中實(shí)際受動(dòng)態(tài)細(xì)胞微環(huán)境的差異化引導(dǎo)，表現(xiàn)出階段特異的細(xì)胞行為。因此，構(gòu)筑可程序化誘導(dǎo)血管內(nèi)皮化的細(xì)胞調(diào)控材料十分必要。
為實(shí)現(xiàn)程序化引導(dǎo)血管內(nèi)皮化，團(tuán)隊(duì)基于前期構(gòu)建柔性驅(qū)動(dòng)材料的研究基礎(chǔ)（Research 2019, 2019, 6398296; Matter 2019, 1, 626; J. Mater. Chem. A 2018, 6, 24748），成功構(gòu)建了一種具有光熱響應(yīng)層和動(dòng)態(tài)拓?fù)湫蚊矊拥募?xì)胞調(diào)控材料，可動(dòng)態(tài)調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的行為功能。材料在近生理環(huán)境下（37 ℃）具備穩(wěn)定的各向異性初始形貌，能夠顯著促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞在其表面遷移，滿足內(nèi)皮化初期對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的調(diào)控需求；而在不改變細(xì)胞培養(yǎng)條件（37 ℃）、僅施加10 s近紅外光照射下，材料的拓?fù)湫蚊布纯捎筛飨虍愋宰優(yōu)楦飨蛲浴Ｔ诓挥绊懠?xì)胞活性的同時(shí)，有效引導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)和行為從遷移狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲じ戒佌範(fàn)顟B(tài)，促進(jìn)融合的血管內(nèi)皮細(xì)胞單層的形成，滿足了內(nèi)皮化后期對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的調(diào)控需求。本研究構(gòu)建的具備可控拓?fù)湫蚊脖砻娴牟牧铣晒δ７铝俗泽w內(nèi)皮化進(jìn)程中細(xì)胞微環(huán)境對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞分階段、差異化的調(diào)控作用，首次實(shí)現(xiàn)了血管內(nèi)皮化的按需引導(dǎo)，為加速血管內(nèi)皮化進(jìn)程提出了有效創(chuàng)新策略。并且，團(tuán)隊(duì)相信，這種構(gòu)建可動(dòng)態(tài)調(diào)控細(xì)胞功能材料的新策略將在傷口修復(fù)以及復(fù)雜人體組織器官再生修復(fù)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
上述研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然基金、廣東省、深圳市等科技項(xiàng)目資助。
論文鏈接： https://doi.org/10.1093/nsr/nwz188
