細(xì)胞工程：微結(jié)構(gòu)的胞外基質(zhì)課件

Microstructuredextracellularmatricesintissueengineeringanddevelopment制藥工程0401張緒田靈敏景璟趙琴琴胞外基質(zhì)EXTRACELLULARMATRIX（ECM）定義：細(xì)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(xì)胞決定，并與組織的功能相適應(yīng)。如：角膜、肌腱。(ECMisthephysicalmicro-environmentofcells)

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，GAGandProteoglycan）（五）彈性蛋白（Elastin）WhatistheMicrostructuredECMs?

微小范圍內(nèi)的(possesstextureatthe5-1000μmscale)異質(zhì)性(incompositionandstructure)Traditionalview：dominanceofchemistryECM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。Emergingview：importanceofform

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(xì)胞位置、聚集體形狀、機(jī)械受力（血管再生）因此，ECM的結(jié)構(gòu)可以獨(dú)立地決定ECM的功能

WhyintroducestructureintoECMs?MethodsforpatterningECMs2DPhotolithographySoftlithographictechniques（軟刻蝕技術(shù)）3D將有機(jī)分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)體外構(gòu)建方法（2D）－軟刻蝕技術(shù)

PromisinguseofMicrostructured

ECMs

Fortissueengineering(組織工程)：體外培養(yǎng)微血管和表皮

Forthestudyofdevelopment(組織發(fā)育的研究)：發(fā)育和功能分化的機(jī)理均質(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ECM使微血管易于凋亡，故均質(zhì)性ECM只能用于簡(jiǎn)單組織的形成，而難以形成功能性的復(fù)雜的組織。

生長(zhǎng)因子＋？Fortissueengineering1－體外培養(yǎng)微血管血管血管內(nèi)皮細(xì)胞×Fortissueengineering2－體外培養(yǎng)表皮真皮和表皮間有波浪狀的basallamina。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(xì)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basallamina，在上面培養(yǎng)角質(zhì)細(xì)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basallamina更有功能性。組織是怎么發(fā)育的？Forthestudyofdevelopment(關(guān)于組織發(fā)育的研究)Twoconcept:branchingmorphogenesis（形態(tài)分枝）

Symmetrybreaking（對(duì)稱破缺）

很大一部分的組織subset的形成依賴于branchingmorphogenesis（形態(tài)分枝）

。

branchingmorphogenesis（形態(tài)分枝）：首先epithelialsheet局部?jī)?nèi)陷,形成基板或小芽然后進(jìn)行反覆分枝和側(cè)面分枝。Concept1:branchingmorphogenesis組織原有的形態(tài)會(huì)影響它的進(jìn)一步的形態(tài)發(fā)育。單個(gè)細(xì)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(xì)胞的位置如何控制它的發(fā)育形態(tài)。例子：Symmetrybreakingevents（對(duì)稱破缺）

Concept2:Symmetrybreaking

Symmetrybreakin