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组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

嘉峪检测网        2021-03-31 21:51

近期,陆军军医大学曾文教授课题组在Bioactive Materials上发表综述文章【Bioactive Materials, 6(2021)2557-2568。2020年影响因子8.724】:组织工程血管的不同内皮化策略及种子细胞选择。本文对不同类型组织工程血管(TEVGs)的内皮化方式和种子细胞选择等内容进行综述,同时探讨了内皮异质性。基于此,为不同类型的TEVGs选择合适的内皮化方案和种子细胞提供了新的视角。

 

01 研究内容简介

 

心血管疾病(CVD)是世界上最常见的死亡原因,占全球所有死亡人数的31%,也是中国人口中40%的死亡原因,而血管移植是治疗该类疾病的有效方法。但存在血管可利用性或供体不足等问题,自体或异体血管一直无法满足临床需求,因此构建TEVGs成为具有潜力的替代治疗方案。然而TEVGs常因为血栓形成和内膜增生等问题而受限制,血管内皮化为解决这些问题提供了途径。本文对支架材料、内皮化方式、种子细胞、内皮异质性等方面进行了综述,探讨了影响内皮化的多种因素,为构建TEVGs及实现血管内皮化提供参考。

 

一、组织工程血管移植物的常见类型和材料

 

血管支架作为血管的核心成分之一,具有支撑、促进种子细胞粘附、增殖等作用。本文综述了不同的支架材料构建TEVGs的优缺点,为选择合适的支架材料提供参考。其中,理想的血管支架材料应提供机械和生物学特性,模仿天然的细胞外环境,同时具有良好的生物相容性,在植入体内后不引起血栓形成,并具有一定的力学性能和可塑性。

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

图1.常用组织工程血管支架材料分类

 

二、不同口径和长度的组织工程血管的内皮化选择

 

TEVGs的通畅时间与口径呈正相关,与长度呈负相关(表1,表2),可见TEVGs的口径和长度都是影响血管内皮化的重要因素。因此不同类型的TEVGs应该差异地选择内皮化策略。其中口径大于6mm的TEVGs一般不需要内皮化,口径在4-6mm,长度<5cm的TEVGs可以采体内原位内皮化方式,而口径<4mm,长度<5cm的TEVGs,可能更合适采用体外内皮化方案。

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

三、组织工程血管移植物内皮化的种子细胞选择

 

内皮细胞层在调节血栓形成中起着重要的作用,研究也发现,内皮化的血管移植物相比未内皮化的血管移植物,通畅率明显提高(表3)。

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

因此选择合适的种子细胞实现血管内皮化成为构建组织工程血管重要的环节。本文综述了多种类型的种子细胞在TEVGs内皮化构建的研究(图2),为选择合适的种子细胞实现血管内皮化提供了参考依据。

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

图2.常见的内皮种子细胞来源

 

种子细胞由于来源、生物学功能等差异,它们在组织工程血管的应用中有不同的效果。其中诱导多能干细胞(iPSCs)被认为是更有潜力的种子细胞,并基于此,作者提出了基于患者iPSCs的特异性组织工程血管治疗策略(图3)。

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

 

图3.基于患者iPSCs的特异性组织工程血管治疗策略

 

四、血管内皮的异质性

 

不同类型的血管内皮以及不同部位的血管内皮,其形态、功能和基因表达等并不完全相同,这可能与内皮细胞所处的环境有关,与功能相适应。因此在选择种子细胞时,需要考虑种子细胞与移植部位内皮细胞是否存在异质性。找到与移植部位血管内皮最相匹配的内皮种子细胞亚群,或许是提高血管移植物通畅率、保持长期通畅的一种解决办法。

 

最后,作者指出TEVGs的支架材料、口径、长度等都是影响其应用的因素,因此内皮化方式应该与组织工程血管的口径和长度相适应。而种子细胞选择时应考虑内皮异质性。在未来,复合材料制备、表面涂层修饰等都是TEVGs新的研究方向。但是具体的种子细胞适用情形、接种的种子细胞密度以及种子细胞的其他功能等都不明确,这些问题都需要进一步研究和解决。

 

02 原文信息

 

Qingjin Cai1, Wanshan Liao1, Fangchao Xue1, Xiaochen Wang, Weiming Zhou, Yanzhao Li, Wen Zeng*. 

 

Selection of different endothelialization modes and different seed cells for tissue-engineered vascular graft. 

 

Bioactive Materials, 6(2021)2557-2568.

 

组织工程血管的不同内皮化方式及种子细胞选择

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