水凝膠網絡動力學可調節血管形態發生

2021-01-08 科學網

水凝膠網絡動力學可調節血管形態發生

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/9/17 15:09:24

美國約翰霍普金斯大學Sharon Gerecht團隊發現，水凝膠網絡動力學可調節血管形態發生。相關論文於2020年9月14日在線發表在《細胞—幹細胞》雜誌上。

研究人員開發了具有相同聚合物成分但交聯能力不同的水凝膠，蟲兒使得研究血管形態發生的潛在機製成為可能。研究人員發現，動態（D）水凝膠可增加人類內皮集落形成細胞（hECFC）的收縮力，促進整聯蛋白β1的聚集，並促進新蛋白的募集，從而導致粘著斑激酶（FAK）和金屬蛋白酶表達的激活。這導致了脈管系統的牢固組裝和新基底膜的沉積。

 

研究人員還顯示，非動態（N）水凝膠不會促進FAK信號傳導，並且剛性D-和N-水凝膠對於血管形態發生具有約束作用。此外，D-水凝膠可促進體內hECFC微血管的形成和血管生成。這些結果表明，細胞收縮性通過由內而外的信號傳導介導整聯蛋白信號傳導，並強調了基質動力學在血管組織形成中的重要性，從而為血管化和組織工程應用的未來研究提供了信息。

 

據悉，基質動力學可影響單個細胞如何發展成複雜的多細胞組織。

 

附：英文原文

Title: Hydrogel Network Dynamics Regulate Vascular Morphogenesis

Author: Zhao Wei, Rahel Schnellmann, Hawley C. Pruitt, Sharon Gerecht

Issue&Volume: 2020-09-14

Abstract: Matrix dynamics influence how individual cells develop into complex multicellulartissues. Here, we develop hydrogels with identical polymer components but differentcrosslinking capacities to enable the investigation of mechanisms underlying vascularmorphogenesis. We show that dynamic (D) hydrogels increase the contractility of humanendothelial colony-forming cells (hECFCs), promote the clustering of integrin β1,and promote the recruitment of vinculin, leading to the activation of focal adhesionkinase (FAK) and metalloproteinase expression. This leads to the robust assembly ofvasculature and the deposition of new basement membrane. We also show that non-dynamic(N) hydrogels do not promote FAK signaling and that stiff D- and N-hydrogels are constrainedfor vascular morphogenesis. Furthermore, D-hydrogels promote hECFC microvessel formationand angiogenesis in vivo. Our results indicate that cell contractility mediates integrin signaling via inside-outsignaling and emphasizes the importance of matrix dynamics in vascular tissue formation,thus informing future studies of vascularization and tissue engineering applications.

DOI: 10.1016/j.stem.2020.08.005

Source: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30401-X

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