细胞工程：演示文稿ppt课件

1、Microstructured extracellular matrices in tissue engineering and development制药工程0401 张绪 田灵敏 景璟 赵琴琴 胞外基质胞外基质EXTRACELLULAR MATRIX ECM 定义：细胞外大分子构成的网络，在定义：细胞外大分子构成的网络，在结缔组织中含量较高，其成分及组装结缔组织中含量较高，其成分及组装方式由所产生的细胞决议，并与组织方式由所产生的细胞决议，并与组织的功能相顺应。如：角膜、肌腱。的功能相顺应。如：角膜、肌腱。 (ECM is the physical micro-environment of

2、 cells) 一一 、ECM的成分的成分一胶原一胶原 collagen二纤粘连蛋白二纤粘连蛋白 Fibronectin，FN三层粘连蛋白三层粘连蛋白 Laminin，LN)四氨基聚糖及蛋白聚糖四氨基聚糖及蛋白聚糖 Glycosaminoglycan，GAG and Proteoglycan五弹性蛋白五弹性蛋白 Elastin二、二、ECMECM的作用的作用 骨架骨架 储存生长因子、蛋白酶和基质蛋白等的仓库储存生长因子、蛋白酶和基质蛋白等的仓库 维持体内稳定方面如修复伤口及导致一些疾病等维持体内稳定方面如修复伤口及导致一些疾病等What is the Microstructured ECMs?

3、 微小范围内的微小范围内的 (possess texture at the 5-1000m scale)异质性异质性 (in composition and structure)Traditional view：dominance of chemistry ECM的组成是影响其功能的关键的组成是影响其功能的关键要素。要素。 构建构建:各种蛋白质包括胶原的溶液各种蛋白质包括胶原的溶液凝胶化。凝胶化。Emerging view：importance of form ECM的构造是影响其功能的关键的构造是影响其功能的关键要素。要素。 cell和和ECMs组成的外形有：鳞片组成的外形有：鳞片状、管状、

4、分支状、折叠状、管状、分支状、折叠 影响要素：细胞位置、聚集体外影响要素：细胞位置、聚集体外形、机械受力形、机械受力 血管再生血管再生因此，因此，ECM的构造可以独立地决的构造可以独立地决议议ECM的功能的功能 Why introduce structure into ECMs?Methods for patterning ECMs2DPhotolithographySoft lithographic techniques软刻蚀技术软刻蚀技术3D将有机分子光敏聚合构成水凝胶法将有机分子光敏聚合构成水凝胶法模具与基质前体法外外表模具与基质前体法外外表牺牲资料法内外表牺牲资料法内外表)堆积单片胶法

5、内外表堆积单片胶法内外表)体外构建方法2D软刻蚀技术 体外构建方法3D更复杂多样的构造，如髓质的蜂窝状构造等还不能准确的复制出来 Promising use of Microstructured ECMs For tissue engineering(组织工程) ： 体外培育微血管和表皮 For the study of development( 组织发育的研讨)： 发育和功能分化的机理均质胶 异质性ECMs可以提高微血管的稳定性与功能性。 均质性ECM使微血管易于凋亡，故均质性ECM只能用 于简单组织的构成，而难以形胜利能性的复杂的组织 。 生长因子For tissue engineerin

6、g 1体外培育微血管体外培育微血管血管血管内皮细胞For tissue engineering 2体外培育表皮体外培育表皮 真皮和表皮间有波浪状的basal lamina。 微构造的ECM模拟真皮和表皮间的波状构造 ，给角质细胞提供空间信息。 Test：在硅酮弹性外表用胶原和白明 胶聚合构成具有波浪状的basal lamina ，在上面培育角质细胞。 Test结果：可以看到分层景象，察看到分化标志。具有微构造的波浪状的比没有微构造的平的basal lamina 更有功能性。组织是怎样发育的组织是怎样发育的For the study of development ( 关于组织发育的研讨关于组织发

7、育的研讨) Two concept : branching morphogenesis 形状分枝形状分枝 Symmetry breaking 对称破缺对称破缺 很大一部分的组织subset的构成依赖于branching morphogenesis形状分枝 。 branching morphogenesis形状分枝： 首先epithelial sheet部分内陷, 构成基板或小芽 然后进展反覆分枝和侧面分枝。Concept 1 : branching morphogenesis 留意：留意：这种分枝的位置并不是随机的，是有特定位点的。这种分枝的位置并不是随机的，是有特定位点的。特定的特定的 分枝

8、呵斥了特定的组织。分枝呵斥了特定的组织。体内研讨证明，组织的形状分枝和功能分化与体内体内研讨证明，组织的形状分枝和功能分化与体内ECM构造有关。构造有关。体外模型采用均质的体外模型采用均质的ECM培育也会产生分枝，但培育也会产生分枝，但这种分枝是随机的，区别于体内异质这种分枝是随机的，区别于体内异质ECM的有特的有特定位点的分枝。定位点的分枝。 组织原有的形状会影响它的进一步的形状发育。 单个细胞能否增殖依赖于他们的位置。 我们可以用微构造的ECM研讨细胞的位置如何控制它的发育形状。 例子：Symmetry breaking events对称破缺 Concept 2 : Symmetry breaking Symmetry breaking events对称破缺对称破缺For the study of development所以说，细胞的增殖和迁移都是和原来所以说，细胞的增殖和迁移都是和原来 ECM的构造有关的。的构造有关的。微构造的微构造的ECM就可以用来研讨组织发育就可以用来研讨