細胞工程微結(jié)構(gòu)的胞外基質(zhì)PPT課件

1、 胞外基質(zhì)EXTRACELLULAR MATRIX （ECM） 定義：細胞外大分子構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，在結(jié)締組織中含量較高，其成分及組裝形式由所產(chǎn)生的細胞決定，并與組織的功能相適應(yīng)。如：角膜、肌腱。 (ECM is the physical micro-environment of cells) 第1頁/共21頁一 、ECM的成分（一）膠原 （collagen）（二）纖粘連蛋白 （Fibronectin，F(xiàn)N）（三）層粘連蛋白 （Laminin，LN)（四）氨基聚糖及蛋白聚糖 （Glycosaminoglycan，GAG and Proteoglycan）（五）彈性蛋白 （Elastin）第2頁/共2

2、1頁二、ECMECM的作用 骨架 儲存生長因子、蛋白酶和基質(zhì)蛋白等的倉庫 維持體內(nèi)穩(wěn)定方面（如修復(fù)傷口及導(dǎo)致一些疾病等）第3頁/共21頁What is the Microstructured ECMs? 微小范圍內(nèi)的 (possess texture at the 5-1000(possess texture at the 5-1000m scale)m scale) 異質(zhì)性 (in composition and structure)(in composition and structure)第4頁/共21頁Traditional view：dominance of chemistry EC

3、M的組成是影響其功能的關(guān)鍵因素。 構(gòu)建:各種蛋白質(zhì)包括膠原的溶液凝膠化。Emerging view：importance of form ECM的結(jié)構(gòu)是影響其功能的關(guān)鍵因素。 cell和ECMs組成的形狀有：鱗片狀、管狀、分支狀、折疊 影響因素：細胞位置、聚集體形狀、機械受力 （ 血管再生）因此，ECM的結(jié)構(gòu)可以獨立地決定ECM的功能 Why introduce structure into ECMs?第5頁/共21頁Methods for patterning ECMs2D Photolithography Soft lithographic techniques（軟刻蝕技術(shù)）3D 將有機分

4、子光敏聚合形成水凝膠法 模具與基質(zhì)前體法（外表面） 犧牲材料法（內(nèi)表面) 堆積單片膠法（內(nèi)表面)第6頁/共21頁體外構(gòu)建方法（2D）軟刻蝕技術(shù) 第7頁/共21頁 體外構(gòu)建方法（3D）更復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu)，如髓質(zhì)的蜂窩狀結(jié)構(gòu)等還不能精確的復(fù)制出來 第8頁/共21頁Promising use of Microstructured ECMs For tissue engineering(組織工程) ： 體外培養(yǎng)微血管和表皮 For the study of development( 組織發(fā)育的研究)： 發(fā)育和功能分化的機理第9頁/共21頁均質(zhì)膠 異質(zhì)性ECMs可以提高微血管的穩(wěn)定性與功能性。 均質(zhì)性EC

5、M使微血管易于凋亡，故均質(zhì)性ECM只能用 于簡單組織的形成，而難以形成功能性的復(fù)雜的組織 。 生長因子For tissue engineering 1體外培養(yǎng)微血管血管血管內(nèi)皮細胞第10頁/共21頁第11頁/共21頁For tissue engineering 2體外培養(yǎng)表皮 真皮和表皮間有波浪狀的basal lamina。 微結(jié)構(gòu)的ECM模擬真皮和表皮間的波狀結(jié)構(gòu) ，給角質(zhì)細胞提供空間信息。 Test：在硅酮彈性表面用膠原和白明 膠聚合形成具有波浪狀的basal lamina ，在上面培養(yǎng)角質(zhì)細胞。 Test結(jié)果：可以看到分層現(xiàn)象，觀察到分化標(biāo)記。具有微結(jié)構(gòu)的波浪狀的比沒有微結(jié)構(gòu)的平的bas

6、al lamina 更有功能性。第12頁/共21頁組織是怎么發(fā)育的For the study of development ( 關(guān)于組織發(fā)育的研究) Two concept : branching morphogenesis （形態(tài)分枝） Symmetry breaking （對稱破缺） 第13頁/共21頁很大一部分的組織subset的形成依賴于branching morphogenesis（形態(tài)分枝） 。 branching morphogenesisbranching morphogenesis（形態(tài)分枝）： 首先epithelial sheet局部內(nèi)陷, 形成基板或小芽 然后進行反覆分枝

7、和側(cè)面分枝。Concept 1 : branching morphogenesis第14頁/共21頁 注意：這種分枝的位置并不是隨機的，是有特定位點的。特定的 分枝造成了特定的組織。體內(nèi)研究證明，組織的形態(tài)分枝和功能分化與體內(nèi)ECM結(jié)構(gòu)有關(guān)。體外模型采用均質(zhì)的ECM培養(yǎng)也會產(chǎn)生分枝，但這種分枝是隨機的，區(qū)別于體內(nèi)異質(zhì)ECM的有特定位點的分枝。第15頁/共21頁 組織原有的形態(tài)會影響它的進一步的形態(tài)發(fā)育。 單個細胞是否增殖依賴于他們的位置。 我們可以用微結(jié)構(gòu)的ECM研究細胞的位置如何控制它的發(fā)育形態(tài)。 例子：Symmetry breaking events（對稱破缺） Concept 2 : Symmetry breaking 第16頁/共21頁Symmetry breaking events（對稱破缺）第17頁/共21頁For the study of development所以說，細胞的增殖和遷移都是和原來 ECM的結(jié)構(gòu)有關(guān)的。微結(jié)構(gòu)的ECM就可以用來研究組織發(fā)育的過程。第18頁/共21頁conclusion各種構(gòu)建微結(jié)構(gòu)的ECM的方法 使得研究其作用成為可能E