ECM支架与软骨修复

细胞外基质(extracellular matrix,ECM)支架是含有很多生物活性分子的天然生物材料,可以维持组织内稳态并诱导组织再生。ECM支架最大的优势是其可降解,且不会引起免疫排斥。目前,临床应用中ECM支架已经成功用于心血管、软骨组织等重建。软骨组织工程中,利用ECM支架进行修复的软骨组织具有结构稳定,低免疫原性,生物可降解及天然成分保留完整等优势特点。本综述回顾了ECM支架的来源、制备方案,评述了其在软骨组织修复中的优势与前景,有助于ECM支架在未来更好地应用。     

细胞外基质硬度调控间充质干细胞分化

新近研究表叽细胞外基质（extracellularmatrix,ECM）的物理性质,特别是硬度或弹性,能对细胞的黏附、铺展、迁移、增殖、分化和凋亡等多种功能和行为产生重要影响。间充质干细胞（mesenchymalstemcells,MSCs）是组织工程和细胞治疗的理想种子细胞。ECM硬度可诱导MSCs向脂肪、软骨、神经、肌肉和骨等方向分化。该文综合论述了ECM硬度对干细胞分化的影响,涵盖了构建ECM硬度的测量、调控与表征等,不同培养条件下干细胞对硬度的响应和分化以及硬度和其他因素的联合作用;在此基础上,进一步论述了干细胞分化过程中细胞感应ECM硬度并转化为生物学信号的机制和信号通路。该文还总结了在ECM硬度调控干细胞分化行为领域最新的研究进展情况,较为系统地分析了材料学、细胞生物学、分子生物学水平的主要影响因素,并对本领域未来需要重点研究的问题进行了展望。     

仿生黏弹性高分子水凝胶及其生物医学应用

天然细胞外基质和生物体软组织固有的黏弹性是调控细胞行为和组织修复与再生过程的关键因素.基于动态建构化学反应交联得到的动态高分子水凝胶材料可有效模拟在体细胞或组织的黏弹性力学微环境,为体外调控细胞命运、揭示其力学生物学响应机制提供了重要工具,也为组织修复与再生提供了仿生支架材料.本综述在介绍天然细胞外基质及生物体软组织黏弹性的基础上,重点对仿生黏弹性水凝胶材料的设计思路、性能表征及影响因素等进行了概括和总结,并揭示了黏弹性水凝胶调控细胞、组织行为的规律及机制,最后,分析了目前该领域研究中所存在的问题并对未来发展方向进行了展望.本综述将有助于启发高分子水凝胶的仿生功能化设计思路及材料生物学效应研究,进一步拓展高分子水凝胶材料的生物医学应用.     

梯度信号分子功能支架的制备及再生医学应用

再生医学作为新兴的治疗手段,为受损组织再生带来新希望。如何实现生物支架的功能化是提高受损组织再生能力的关键因素之一。天然生物体内存在多种物理、化学信号梯度,调控多种生理学过程,促进细胞黏附、迁移和分化,从而提高组织损伤修复效果。近年来,研究发现在生物支架中引入梯度分布的物理或生物学信号,在组织修复及再生方面展现出独特作用,具有重大应用前景。该文阐述了近年来组织再生中信号梯度功能支架的分类、制备技术及其在再生医学中的研究进展,并对再生医学领域梯度功能支架进行展望。     

自组装多肽纳米纤维支架诱导骨髓间充质干细胞定向分化

组织工程是现代修复重建医学领域的新思路,生物支架和种子细胞是组织工程两大关键要素。自组装多肽纳米纤维支架(SAPNS)是两亲性多肽(PAs)分子在一定条件下自组装成的一类具有三维网状结构的新型生物支架,其结构、生物功能、机械力学等特性类似天然细胞外基质(ECM),其内部经功能化修饰的抗原表位以高浓度呈递在纳米纤维表面并高效选择性地调控种子细胞生物学行为。种子细胞是组织成功再生的必需条件,骨髓间充质干细胞(BMSCs)因其良好的自我更新和多向分化潜能成为了组织工程最佳候选细胞。体外实验表明经特异功能化修饰的SAPNS在有/无辅助因子条件下可促进BMSCs黏附、增殖、迁移和定向分化,动物模型体内实验发现SAPNS结合BMSCs构建的组织工程移植物可修复缺损部位的组织结构和功能,故其在修复重建医学中有良好的应用前景。对SAPNS、自组装、BMSCs、SAPNS诱导BMSCs定向分化等方面进行了综述。     

ECM和YAP/TAZ在决定细胞命运的过程中的作用机制

近年来,有研究表表明从细胞微环境中转化而来的机械信号可以调控细胞形状和影响细胞的命运。然而,这些机械信号转化成调节细胞生物过程的信号的机制仍然不是十分清楚。最新研究已阐明细胞可通过来自细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的机械信号和细胞行为调控之间的相互作用来募集Hippo信号通路中的核心组件YAP/TAZ的作用机制。此外,研究发现在Wnt和Hippo信号之间的串扰是调节细胞命运的核心。这些机制可以解释力学微环境的信号是如何调节细胞行为和决定细胞命运的。本文重点对ECM和YAP/TAZ在决定细胞命运的过程中的作用机制展开系统综述。     

细胞梯度力学微环境体外构建的研究

细胞微环境与细胞的相互作用日益成为细胞生物学领域研究热点。微环境中物理信号(如基底的力学性能、形貌和牵张力)在控制细胞命运中的作用更不容忽视。其中力学刺激常以不均一的梯度形式参与调节发育、炎症、伤口愈合以及癌症过程中不同细胞的增殖、迁移和分化等行为。水凝胶是模拟细胞外基质(extracellular matrix, ECM)二维/三维组织支架的理想材料。先进的微纳制造技术已被广泛应用于支撑或包裹细胞的仿生水凝胶的合成和微环境的个性化定制研究中。本文阐述了体内细胞力学微环境中刚度和拉压应力刺激的构建方法与表征手段的研究现状,并着重综述了近年来水凝胶在细胞梯度力学微环境体外构建中的应用研究,同时也对未来研究中所面临的挑战提出了新的展望。这些工作对于组织工程及再生医学具有重要意义。     

凋亡细胞的清除及组织稳态维持的研究进展

机体在组织器官受到损伤时,细胞凋亡和机体对凋亡细胞的清除在组织再生中有着密不可分的联系,其背后促进受损组织器官再生的机制一直是研究热点所在。近期研究发现,巨噬细胞在清除凋亡细胞,维持机体稳态以及促进组织器官修复再生中起到了重要作用。本文主要从凋亡的信号通路、巨噬细胞的极化特点以及凋亡细胞与巨噬细胞的相互作用这3个方面对近期研究进行综述。     

Hippo-YAP/TAZ信号通路在干细胞增殖、分化及器官再生中的研究进展

Hippo-YAP/TAZ信号通路最初在果蝇中被发现,是器官发育和肿瘤生长过程中重要的调节者。通过调控细胞增殖、凋亡和分化等过程影响器官再生。近年来,对于Hippo-YAP/ TAZ信号通路在调节干细胞 (SC)增殖、自我更新及分化过程中的相关机制有了较大进展。本综述拟通过介绍Hippo-YAP/TAZ信号通路在SC增殖及多向分化过程中的作用、调控机制及器官再生方面的研究进展,为应用SC治疗疾病提供相关理论基础。     

应用于组织工程支架制备的电纺技术

组织工程技术为修复病损的组织和器官提供了一种新的途径,在组织工程中,细胞支架起着支撑细胞生长、引导组织再生、控制组织结构和释放活性因子等作用。针对电纺技术的新发展和细胞支架的新理念,综述了国内外利用电纺技术制备细胞支架的工艺条件、制备方法、组织细胞培养等方面的研究进展,并结合作者所在研究团队的研究工作提出了对未来电纺技术在组织工程中应用的研究重点和发展方向的认识。     

植物激素对离体再生的调控及其在南瓜上的作用

离体再生涉及植物激素信号应答,细胞分化、脱分化获得组织器官发生以及细胞再分裂形成特定的器官原基和分生组织等过程。激素调控是影响植物离体再生的重要因素。一些关键的启动子元件和转录因子在激素应答信号的检测和转导过程中起着重要作用,激素的控制对象通常是使细胞的形态和代谢发生转变的决定性基因,以转录因子和表观遗传因子为主,它们共同完成对全基因组基因表达的重排,实现细胞命运的转变。该文对植物离体再生中激素的诱导、应答模式和信号转导以及植物器官发生和体细胞胚胎发生过程激素的分子调控进行了综述,并概述了近年来国内外有关南瓜离体再生过程激素作用的研究,旨在为提高南瓜属作物的离体再生率提供新思路。     

微环境对细胞的影响以及仿生学在组织工程支架中的应用

微环境影响着细胞的增殖、迁移、分化以及细胞功能,细胞微环境影响细胞命运的因素包括细胞之间相互作用、细胞与细胞外基质相互作用、可溶性信号分子以及缺氧和营养对细胞的影响。组织工程支架的制备就是要利用仿生学原理最大程度模拟细胞微环境,从而应用于细胞行为研究以及临床治疗。全面了解细胞微环境对细胞的影响因素是制备组织工程支架的重要条件,而组织工程支架的研究也进一步推动了细胞微环境对细胞影响的认识。组织工程支架研究在组织工程研究中仍具有广阔前景,新的制备工艺也在组织工程支架研究中发挥着巨大推动作用。     

组织器官损伤修复和再生研究进展

组织器官损伤修复和再生是生命科学领域最为复杂和重要的科学问题之一,任何组织器官都能快速响应损伤,通过内源性基因转录调控改变多种细胞命运属性实现创伤的修复与再生。绝大部分人体组织器官都不具备完美再生能力,然而,进化早期的许多动物以及绝大部分植物具有强大修复和再生能力。经年来,通过对这些模式生物的研究,随着单细胞测序技术的发展,通过遗传示踪、活体显微实时成像,对组织器官再生的关键细胞及其发生调控过程的认识有了显著的进步。该综述将针对损伤修复和再生关键细胞来源、损伤后基因转录调控以及快速损伤应激能力进行简单总结。由于篇幅有限,非常抱歉不能涵盖损伤修复和再生领域的所有研究。     

组织器官脱细胞支架的制备及研究进展北大核心CSCD

脱细胞基质(decellularized extracellular matrix, dECM)旨在去除引起免疫排斥的细胞,保留原组织结构和成分。由于其具有与原组织器官相似的结构和成分,在组织工程和生物医学的应用上受到广泛关注,已成为一种很有前景的生物医学材料。通过适当的脱细胞方法,dECM很容易能够从组织器官中获得。文中总结了脱细胞的方法及最新研究进展,同时对脱细胞后支架灭菌、交联和保存的方式进行综述,概括了不同组织器官获得的脱细胞支架的最新应用及进展。最后对脱细胞支架目前面临的问题和挑战进行分析,并展望了未来的发展趋势。     

基于不同仿生纤维密度的细胞响应行为研究

在组织再生中,电纺纤维具有仿生天然细胞外基质(ECM)纤维结构的优势,可为理解细胞对其生存微环境的动态重塑过程提供理想的研究平台,但常规电纺纤维膜的致密性带来的纤维间横纵交叉相互牵掣问题,最终导致其作用与表面呈纳米纤维状拓扑结构的实体材料类似,因而不能“精准”了解细胞对仿生纤维微环境的重塑作用.该研究通过控制电纺纤维的...     

丝素蛋白在电纺丝法构建组织工程支架中的应用进展

丝素蛋白是天然高分子纤维蛋白,具有良好的物理和机械力学性能及生物相容性,因而在组织工程领域有着广阔的应用前景。文中对丝素蛋白的化学组成、分子结构特点、提取方法以及利用静电纺丝技术在组织工程化支架构建中的应用作了概述。总结了丝素蛋白在用于组织工程材料上的性能和优势以及在人工血管、皮肤、骨组织等工程化支架方面的应用情况,探讨了丝素蛋白支架对细胞在其上生长、增殖和功能的影响,同时对丝素蛋白在组织工程化食道支架及其他再生医学上的应用前景进行了展望。     

去细胞方法及其在组织工程中的应用

去细胞基质在组织工程及再生医学的大量应用为解决组织器官的修复和重建等难题带来了希望。去细胞方法大致可以分为三类：化学处理法、物理处理法及酶学处理法,且已经应用于组织工程及再生医学的各个方面。本文总结并分类目前常用的去细胞方法及其在组织工程各方面的应用,对目前国内外常用的去细胞方法及其在组织工程及再生医学中的应用进行回顾总结与分析。     

去细胞方法及其在组织工程中的应用

去细胞基质在组织工程及再生医学的大量应用为解决组织器官的修复和重建等难题带来了希望。去细胞方法大致可以分为三类:化学处理法、物理处理法及酶学处理法,且已经应用于组织工程及再生医学的各个方面。本文总结并分类目前常用的去细胞方法及其在组织工程各方面的应用,对目前国内外常用的去细胞方法及其在组织工程及再生医学中的应用进行回顾总结与分析。     

肝纤维化细胞外基质和星状细胞间的相互作用

肝纤维化发生发展的中心环节是肝星状细胞的激活和增生。活化的肝星状细胞(HSC)引起肝纤维化细胞外基质(ECM)组分改变的同时又被ECM所调控。活化HSC中过量表达的微小RNA29家族能减少ECM胶原I等基质蛋白分泌。先前未报道的ECM蛋白CYR61能使活化的HSC衰老,wnt-5a可能作为HSC增殖调节器在肝纤维化中对抗细胞凋亡。因此探索肝纤维化ECM和HSC之间的调控方式及作用机制能为早期干预甚至逆转肝纤维化提供有力靶点。     

小鼠心室肌脱细胞化细胞外基质薄片的制备和评价

心肌细胞外基质(extracellular matrix,ECM)可由心肌经脱细胞处理制得,被广泛认为是一种理想的制备工程心肌的生物支架材料。然而目前的脱细胞方法尚存在不足,本研究拟联合使用经典去垢剂改良脱细胞方法,制备性能更为优良的心肌ECM薄片,以用于构建工程心肌片。用振荡切片机将包埋于低熔点琼脂糖中的成年昆明小白鼠心室肌组织沿心脏横轴切成300μm厚的薄片,随机分为正常对照组、SDS脱细胞组(0.1%SDS处理)和改良脱细胞组(0.1%SDS和0.5%Triton X-100联合处理)。通过总RNA和总蛋白质含量分析、HE染色和免疫荧光染色等方法评估各组的脱细胞程度和ECM成分保留状态;将改良脱细胞组ECM与小鼠胚胎干细胞源心肌细胞(murine embryonic stem cell-derived cardiomyocytes,m ES-CMs)和小鼠胚胎成纤维细胞(murine embryonic fibroblasts,MEFs)共培养以检测其生物相容性。结果显示:SDS脱细胞组和改良脱细胞组ECM中残留的总RNA及蛋白质含量均低于对照组。HE染色结果显示改良脱细胞组核质去除较SDS脱细胞组更彻底。改良脱细胞组可见胶原蛋白IV和层粘连蛋白两种ECM关键成分表达量和分布接近正常心肌组织,而SDS脱细胞组中这两种蛋白明显减少且分布紊乱。m ES-CMs和MEFs能存活于改良脱细胞组ECM表面12天以上并向内迁移。综上,SDS和Triton X-100联合脱细胞法制备ECM薄片效果明显,能更好地保留天然ECM成分和结构,具有良好的生物相容性。