 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 698 | 回復(fù): 0 | |||
醫(yī)用蠶絲科技新蟲(chóng) (初入文壇)
|
[交流]
心梗治療再添 “利器”：互穿網(wǎng)絡(luò)絲素蛋白水凝膠搭載心內(nèi)膜細(xì)胞，守護(hù)心臟健康
|
|
基于心臟細(xì)胞分化認(rèn)知，干細(xì)胞細(xì)胞療法在心肌梗死（MI）治療中顯潛力，但心內(nèi)膜細(xì)胞（ECCs）的具體作用尚未明確。該研究驗(yàn)證人胚胎干細(xì)胞（hESC）衍生 ECCs（hESC-ECCs）的心肌保護(hù)作用：先構(gòu)建 GelMA/SilMA 光敏互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠作為細(xì)胞遞送系統(tǒng)，裝載分選后的 hESC-ECCs，注入心梗大鼠心包腔。結(jié)果顯示，遞送的 hESC-ECCs 改善心梗后心功能、延緩毛細(xì)血管萎縮；機(jī)制上，其可在氧化應(yīng)激下保護(hù)心肌細(xì)胞線(xiàn)粒體，還可能促進(jìn)心臟內(nèi)皮細(xì)胞血管生成。研究表明，hESC-ECCs 具有治心肌梗死潛力，機(jī)制為維持心肌細(xì)胞存活與促血管生成。 一、水凝膠遞送系統(tǒng)的制備與表征 該研究采用的互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠由GelMA和SilMA組成（圖1A）。為確定最佳配比，分別在含0.25% LAP的LI-APEL培養(yǎng)基中配制10% GelMA和8% SilMA溶液，按體積比1:1、1:2和2:1混合后進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。 采用流變儀評(píng)估IPN水凝膠與大鼠心臟的力學(xué)性能（圖1B），由10% GelMA: 8% SilMA＝1:2（終濃度為3.3% w/v GelMA和5.3% w/v SilMA）的IPN水凝膠的損耗模量（G”）和儲(chǔ)存模量（G’）均低于100 Pa（圖1C和D），表明該水凝膠呈現(xiàn)近流體狀態(tài)且以粘性行為為主導(dǎo)。該水凝膠的剪切模量與振蕩扭矩與大鼠心臟參數(shù)基本一致（圖1E和F），且在變形過(guò)程中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力極小。此外，其損耗因子高于另兩種水凝膠（圖1G），表明其具有更高粘度。 降解性關(guān)乎水凝膠植入后的清除能力，直接影響其安全性。體外實(shí)驗(yàn)顯示，水凝膠在膠原酶II溶液中30天降解率達(dá)80%（圖1H）。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察到水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)。GelMA的孔徑約為120 μm，SilMA為70 μm。兩者混合后仍保持多孔結(jié)構(gòu)，孔徑分布范圍擴(kuò)展至250-300 μm（圖1I和K）。 最終選定3.3%（w/v）GelMA與5.3%（w/v）SilMA混合體系（含0.25% LAP）作為hESC-ECCs遞送載體，主要基于其顯著的損耗因子與低剪切模量特性。該水凝膠在405 nm紫外光照射下10秒內(nèi)固化，滿(mǎn)足了心內(nèi)注射后快速凝膠化的需求。 二、人胚胎干細(xì)胞分化為內(nèi)皮前體細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞 將人胚胎干細(xì)胞分化為內(nèi)皮前體細(xì)胞、心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞（圖2A和C）。在人胚胎干細(xì)胞-內(nèi)皮前體細(xì)胞生成過(guò)程中（圖2A），人胚胎干細(xì)胞經(jīng)消化處理形成單細(xì)胞，隨后采用胚胎體（EB）生成方案。ECC的代表性分化率達(dá)50.2%，與既往發(fā)表方案一致（圖2D）。對(duì)于hESC-CM和hESC-EC的制備，將hESCs消化成單細(xì)胞后接種于包被培養(yǎng)板，通過(guò)調(diào)控Wnt信號(hào)通路誘導(dǎo)其全部轉(zhuǎn)化為心肌前體細(xì)胞，隨后分別采用VEGF信號(hào)激活方案（圖2B）或代謝修飾純化方案（圖2C）制備hESC-CMs。hESC-ECs表達(dá)內(nèi)皮細(xì)胞特征，呈CD31+且NKX2.5−（圖2E）。心臟細(xì)胞的成功制備得以進(jìn)一步探索hESC-ECCs在心肌梗死治療中的潛在作用及機(jī)制。 三、水凝膠遞送系統(tǒng)與ECCs具有良好的生物相容性 為評(píng)估系統(tǒng)生物相容性，對(duì)hESC-ECCs進(jìn)行CD31和DAPI染色。結(jié)果顯示，在共聚焦顯微鏡下觀察到hESC-ECCs（CD31⁺且DAPI⁺）附著于水凝膠（紅熒光⁺）表面（圖3A）。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察凍干后的細(xì)胞載水凝膠，發(fā)現(xiàn)hESC-ECCs被水凝膠包裹并附著于其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，呈現(xiàn)橢圓形形態(tài)（圖3B）。 ECCs被封裝于水凝膠中，并在LI-APEL培養(yǎng)基中培養(yǎng)。在細(xì)胞負(fù)載水凝膠中于第3、14和28天進(jìn)行活/死細(xì)胞染色，結(jié)果顯示多數(shù)ECCs在28天時(shí)仍存活（圖3C）。經(jīng)鈣黃綠素AM染色后，發(fā)現(xiàn)hESC-ECCs在水凝膠中分布均勻（圖3D）。這些結(jié)果證實(shí)hESC-ECCs附著于水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且三維（3D）培養(yǎng)能使細(xì)胞保持更規(guī)整的橢圓形態(tài)。此外，相同體積預(yù)交聯(lián)溶液中不同批次的細(xì)胞數(shù)量均勻性保持穩(wěn)定（圖3E），表明不同批次輸送的細(xì)胞數(shù)量具有可控性。 四、水凝膠遞送系統(tǒng)兼具 ECCs 體內(nèi)生存環(huán)境供給能力與組織安全性 通過(guò)一系列體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了水凝膠的安全性與遞送效能。小鼠皮下植入實(shí)驗(yàn)顯示，14天后水凝膠降解率達(dá)90%（圖4A-B），表明其具有良好的體內(nèi)清除能力。為探究人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的ECCs在體內(nèi)的存活率，將載有細(xì)胞的水凝膠植入小鼠皮下。于植入后第3、5、7及14天取出水凝膠（圖4C）。結(jié)果顯示植入14天后細(xì)胞存活率仍維持在10%（圖4D）。為明確水凝膠遞送系統(tǒng)的植入情況，將熒光標(biāo)記或染料標(biāo)記的水凝膠注入心包腔。熒光標(biāo)記水凝膠在遞送3天后可通過(guò)體內(nèi)成像觀察到（圖4E），染料標(biāo)記水凝膠則在7天后可見(jiàn)（圖4F）。 五、人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的心肌細(xì)胞（hESC-ECCs）可減輕心肌梗死后纖維化面積并改善心臟功能 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖5A和B所示。將水凝膠遞送系統(tǒng)注入心包腔后，通過(guò)405 nm紫外光快速固化。左前降支結(jié)扎后心電圖（ECG）顯示明顯T波抬高（圖5C）。術(shù)后第2周和第4周進(jìn)行超聲心動(dòng)圖（ECHO）檢測(cè)，術(shù)后第2周ECHO測(cè)量顯示心肌梗死成功結(jié)扎，術(shù)后第4周ECHO數(shù)據(jù)表明細(xì)胞治療組心臟功能改善（圖5D）。對(duì)術(shù)后4周超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示，細(xì)胞治療組左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）和左心室收縮分?jǐn)?shù)（LVFS）較水凝膠注射組（39% ± 6.2%， 19% ± 3.4%）及心肌梗死對(duì)照組（38% ± 9.2%，18% ± 4.9%）顯著提升（圖6A和D）。 馬松染色（圖6E）和HE染色（圖6F）用于檢測(cè)不同組別的纖維化區(qū)域。統(tǒng)計(jì)分析顯示，細(xì)胞治療組（12% ± 4.1%）的纖維化面積較水凝膠注射組（25% ± 6.7%）及心肌梗死對(duì)照組（23% ± 4.8%）顯著降低（圖6G）。 六、人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的內(nèi)皮細(xì)胞在心肌梗死后維持梗死區(qū)毛細(xì)血管存活 心肌梗死后，梗死區(qū)毛細(xì)血管數(shù)量顯著減少。除冠狀血管（α-SMA+和CD31+）外，大鼠心臟中還發(fā)現(xiàn)大量毛細(xì)血管（CD31+和α-SMA−）（圖7A），但在心肌梗死組和水凝膠注射組中，梗死區(qū)檢測(cè)到的毛細(xì)血管極少。細(xì)胞治療組梗死區(qū)毛細(xì)血管數(shù)量顯著高于另兩組（圖7B）。 七、hESC-ECCs 增強(qiáng) hESC-CMs 抗氧化應(yīng)激、促其遷移，并推動(dòng)自身內(nèi)皮相關(guān)進(jìn)程 為探究hESC-ECCs（人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的內(nèi)皮細(xì)胞）對(duì)心肌梗死（MI）的治療機(jī)制，采用Transwell板將hESC-CMs（人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的心肌細(xì)胞）與hESC-ECCs共培養(yǎng)以模擬治療后細(xì)胞間的關(guān)聯(lián)，用H₂O₂模擬MI后心肌組織周?chē)难趸瘧?yīng)激環(huán)境（圖8A）。結(jié)果顯示，經(jīng)hESC-ECCs共培養(yǎng)后，多數(shù)hESC-CMs在H₂O₂處理下仍保持正常形態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析表明其存活率顯著高于對(duì)照組（圖8B和C）。透射電子顯微鏡觀察顯示，經(jīng)H₂O₂處理的hESC-CMs線(xiàn)粒體嚴(yán)重受損，線(xiàn)粒體嵴消失并產(chǎn)生大量空泡。而與hESC-ECCs共培養(yǎng)時(shí)，hESC-CMs線(xiàn)粒體形態(tài)正常，可見(jiàn)線(xiàn)粒體嵴且空泡顯著減少（圖8C）。 此外，研究者評(píng)估了人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的內(nèi)皮細(xì)胞（hESC-ECs）對(duì)內(nèi)皮功能的影響。細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)表明，與hESC-ECs共培養(yǎng)的人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的內(nèi)皮細(xì)胞（hESC-ECs）相比，對(duì)照組細(xì)胞的遷移率顯著降低（圖8D-E）。管腔形成實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，與hESC-ECCs共培養(yǎng)的hESC-ECs在節(jié)點(diǎn)和連接點(diǎn)數(shù)量、總分支長(zhǎng)度及主分支段數(shù)量方面均顯著優(yōu)于對(duì)照組（圖8F和J）。這些發(fā)現(xiàn)提示，hESC-ECCs對(duì)心肌梗死（MI）的心臟保護(hù)作用可能部分通過(guò)增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞功能實(shí)現(xiàn)。 原文鏈接 https://doi.org/10.1186/s12967-025-06603-2 |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
2026 法國(guó)csc 個(gè)人渠道招聘。計(jì)算機(jī)/生物信息/evolution/network優(yōu)先
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
蛋白條帶歪
已經(jīng)有1人回復(fù)
-
生物物理、生物化學(xué)與分子生物學(xué)論文潤(rùn)色/翻譯怎么收費(fèi)?
已經(jīng)有76人回復(fù)
-
金屬離子與化合物分子對(duì)接
已經(jīng)有1人回復(fù)
-
求助參苓白術(shù)口服液、肥兒口服液，兒康寧糖漿的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)！
已經(jīng)有2人回復(fù)
-
香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院 誠(chéng)聘 研究助理教授 (醫(yī)工結(jié)合/生物信息學(xué)方向)
已經(jīng)有23人回復(fù)
-
26秋季生物學(xué)方向博士申請(qǐng)
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
26秋季生物學(xué)方向博士申請(qǐng)
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
生物學(xué)考研調(diào)劑
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
一志愿暨大生物學(xué)290求求調(diào)劑
已經(jīng)有8人回復(fù)
-
廈大309分生物與醫(yī)藥調(diào)劑
已經(jīng)有0人回復(fù)
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 醫(yī)用蠶絲科技 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 復(fù)試調(diào)劑 +4 | 杰尼龜aaa 2026-03-03 | 4/200 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 293求調(diào)劑 +4 | 是樂(lè)渝哇 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 理學(xué)，工學(xué)，農(nóng)學(xué)調(diào)劑，少走彎路，這里歡迎您！ +8 | likeihood 2026-03-02 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工調(diào)劑 280分 +10 | yyqqhh 2026-03-03 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 環(huán)境調(diào)劑 +5 | 柒槿levana 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 284求調(diào)劑 +6 | 天下熯 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研]
材料工程專(zhuān)碩283求調(diào)劑
 5+8
|
，�。� 2026-03-02 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 0857調(diào)劑 +6 | 一ll半 2026-02-28 | 8/400 |
|
|
|
[考研]
 高分子化學(xué)與物理調(diào)劑
+6
|
好好好1233 2026-02-28 | 16/800 |
|
|
|
[考研] 298求調(diào)劑 +10 | 人間唯你是清歡 2026-02-28 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 11408，學(xué)碩276求調(diào)劑 +3 | 崔wj 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +11 | yunziaaaaa 2026-03-01 | 13/650 |
|
|
|
[考研] 303求調(diào)劑 +5 | 今夏不夏 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 材料與化工328求調(diào)劑 +3 | 。，。，。，。i 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 化工專(zhuān)碩342，一志愿大連理工大學(xué)，求調(diào)劑 +6 | kyf化工 2026-02-28 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 275求調(diào)劑 +3 | L-xin? 2026-03-01 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 322求調(diào)劑 +3 | 熊境喆 2026-03-01 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 279求調(diào)劑 +3 | dua1 2026-03-01 | 4/200 |
|
|
|
[基金申請(qǐng)] 成果系統(tǒng)訪問(wèn)量大，請(qǐng)一小時(shí)后再?lài)L試。---NSFC啥時(shí)候好哦，已經(jīng)兩天這樣了 +4 | NSFC2026我來(lái)了 2026-02-28 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 299求調(diào)劑 +3 | Y墨明棋妙Y 2026-02-28 | 5/250 |
|