內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）

內(nèi)皮細(xì)胞排列在循環(huán)系統(tǒng)的血管中，為血管的穩(wěn)定，傷口修復(fù)和炎癥反應(yīng)提供重要支持。ECM是人體所有組織的關(guān)鍵部分，可提供結(jié)構(gòu)支持并介導(dǎo)細(xì)胞粘附和細(xì)胞間相互作用。內(nèi)皮細(xì)胞層下面是基底膜，基底膜是將內(nèi)皮細(xì)胞錨定在下面的組織結(jié)構(gòu)上的ECM薄片。內(nèi)皮細(xì)胞與基底膜和周圍ECM的相互作用驅(qū)動(dòng)組織穩(wěn)態(tài)，并有助于內(nèi)皮的整體功能，支持內(nèi)皮屏障功能并調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和存活。

Lifeline?HUVEC在水凝膠生物工程中的應(yīng)用

在培養(yǎng)中研究細(xì)胞行為一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)細(xì)胞從組織的3D環(huán)境中移除時(shí)，它們將失去與ECM和基底膜的接觸；這會(huì)改變細(xì)胞的行為，而不反映出同一細(xì)胞在組織中的行為。因此，研究人員長(zhǎng)期以來(lái)一直擔(dān)心在塑料培養(yǎng)皿上研究細(xì)胞不是復(fù)制體內(nèi)環(huán)境的最佳方法。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直非常關(guān)注優(yōu)化3D培養(yǎng)系統(tǒng)以更緊密地模擬細(xì)胞在體內(nèi)可能經(jīng)歷的過(guò)程。

Su和他的同事在今年的一項(xiàng)研究中著手開發(fā)一種更好的3D培養(yǎng)基質(zhì)，用于體外模擬基底膜，尤其是用于研究?jī)?nèi)皮細(xì)胞。他們使用PEGX方法（聚乙二醇[PEG]交聯(lián)）制成水凝膠基質(zhì)，并與兩種肽結(jié)合：YIGSR（源自層粘連蛋白，一種基底膜蛋白）和QK（一種血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子[VEGF]模擬物） 。他們假設(shè)將這兩種生物活性肽添加到水凝膠中將支持內(nèi)皮細(xì)胞的附著和信號(hào)傳導(dǎo)。

作者首先使用條件永生化的腎小球內(nèi)皮細(xì)胞（GEnCs）確定了YIGSR和QK肽的最佳濃度，該細(xì)胞在含有100 mM QK和12 mM YIGSR的水凝膠上形成了最大數(shù)量的繩狀結(jié)構(gòu)。水凝膠中游離胺含量的定量以及流變學(xué)表征（材料在力作用下如何變形的表征）證明水凝膠的交聯(lián)和生物活性肽的綴合是成功的。另外，掃描電鏡結(jié)果表明，在不同的水凝膠上幾乎沒有結(jié)構(gòu)變化。

隨后，作者測(cè)試了水凝膠中QK肽的生物活性。他們?cè)赒K水凝膠上培養(yǎng)了Lifeline?人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），并測(cè)量了VEGF受體VEGFR2的磷酸化，該蛋白在QK結(jié)合后會(huì)增加。如預(yù)期的那樣，作者觀察到在QK水凝膠上生長(zhǎng)的HUVEC和GEnC中VEGFR2磷酸化增加。

進(jìn)一步的分析表明，在QK水凝膠上生長(zhǎng)的HUVEC形成了索狀結(jié)構(gòu)，并隨著時(shí)間的流逝而得以維持。這與在基質(zhì)膠（一種常用的3D培養(yǎng)基質(zhì)）上進(jìn)行培養(yǎng)形成對(duì)比，在基質(zhì)膠上形成了這些索狀結(jié)構(gòu)，但最終卻退了下來(lái)。作者還發(fā)現(xiàn)，在QK / YIGSR水凝膠上培養(yǎng)5天后，參與細(xì)胞-細(xì)胞相互作用，細(xì)胞表面受體信號(hào)傳導(dǎo)和內(nèi)皮細(xì)胞功能的多個(gè)基因的基因表達(dá)上調(diào)。與HUVEC的行為相反，GEnC在QK，YIGSR和QK / YIGSR水凝膠上形成了較不牢固的簾線狀結(jié)構(gòu)，此外，GEnC基因表達(dá)的最大增加發(fā)生在基質(zhì)膠上，而不是在研究的水凝膠上。

這項(xiàng)研究的結(jié)果表明使用PEGX方法開發(fā)并與生物活性肽綴合的水凝膠是c，盡管不同細(xì)胞類型對(duì)水凝膠上生長(zhǎng)的反應(yīng)可能不同。

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