תפקידם של תאי שרירים של וסילקולריים במהנדסים דם

תאי שרירים של Smooth הם המפתח למהנדס דם תפקודי

מחלות לב וכלי דם נותרו הגורם המוביל למוות ברחבי העולם, תוך נהיגה בביקוש מתמשך עבור גניבת חדר פולשנית, בעוד כלי רכב אוטוביוגרפיים כמו הווריד הספנוי הם ניתוח עקף הזהב, חולים רבים חסרים רקמת התורם מתאימה בשל קציר, מחלה, או anatomical מחסנים ממונעים של תאים סטריליים (Stevtic פגום) אשר עשויים מ Dacron או ePT פועלים עבור מגוון רחב של תאים סרטניים (מסטרויאליים) אך אינם מספקים) למעט תאים פגומים של תאים פגומים (מפוסקים סטרומים סטרומים סטרומים).

מה הם תאי שרירים של Smoothcular? A Deep Dive

VSMCs הם מאוד מיוחדים, תאים לא מוקרן כי שוכן בתקשורת של העורקים ורידים חיוני של כלי רכב מקומיים, הם קיימים בתוך quiescent, phenotype חוזים מאופיין חלבונים רבים חוזים כגון α-smooth שריר מתבודדים (α-SMA), חלק את שרשרת כבד שרירים (SM-MHC), ו-apytypein אלה כדי לענות על אותות דלקתיים, 000 דם טבעי, אך לא סדירה, אבל לחץ דם.

מעבר לחוזה וסינתזה ECM, VSMCs גם לשרת פונקציה מחסום קריטי. הם עוזרים לווסת את המעבר של מקרומולקולטים ותאים דרך הקיר כלי השיט, לתרום לייצור סיבים גמישים המספקים רתיעה, אינטראקציה עם תאים endotial באמצעות אות paracrine נכשל לשמור על vascular homeostasis. in Small-MRdia-diam TEBs, שכבת VS פונקציונלי לעתים קרובות הוא אחד פתוח כי הוא פתוח או atrar כי הוא פתוח.

התפקיד הקריטי של VSMCs במהנדס דם

בכלי דם רקמות, VSMCs אינם רק תאים מלאי. הם האדריכלים של המאפיינים המכניים והביולוגיים של קיר הספינה.

חוזים ואסורגיות

יתרון גדול של TEBVs על פני graft סינתטי הוא היכולת שלהם להסדיר באופן פעיל זרימת דם. כאשר להבדיל כראוי, VSMCs בקיר המונדס יכול להיות חוזה בתגובה לנקיסטים כגון endothelin-1, אנגיוטן II, ואת אשלגן chloride, ולהירגע בתגובה למהנדס חנקן או פרוסטקלין זה עוזר להתאים את הרקמה של לחץ דלקת הלחש.

תמיכה מבנית ו- ECM הפקה

הכוח המכאני של כלי דם מגיע בעיקר מה- ECM שהוגדר על ידי VSMCs. Collagen סוג I ו- III לספק כוח רבייה, בעוד elastin נותן את הכלי שלו רתיעה גמישה.בצורות מונדסות, VSMCs מושרשים על קשקשים - לעתים קרובות a biodegradable כמו פוליcaprolactone (PC), חומצה פוליגלית (PGA), או דיסויסטיקה, או מפונקציה מימית, לאחר מכן, 000 חזק יותר, 000, 000 חזק יותר, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000 000 000, 000 חזק יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

ריפוי, אינטגרציה, ושיפוץ

עם השתלה, TEBV נתון לפציעה ודלקת. תאים חיסוניים בעלי מבנה מארחים מחלחלים לקיר, וזרימת תאים פרוגניטאור עשויה להגר. VSMCs במבנה יכול להתרבות ולהיגר לפסל אזורים של אובדן תאים, והם מייצרים מאטריקס לתיקון.

Inhibition of Thrombosis and Intimal Hyperplasia

שכבת VMC פונקציונלית תורמת גם לנכסים האנטי-תרמיים של קיר הספינה. חוזים VSMCs לייצר thrombomodulin ו-רקמות factor factor מעכב, והם שומרים על משטח לא-תרמיאוגני כאשר שכבת endothelial היא שלם.במקרה שבו endothelium הוא פגומים או נעדר - ומוזנח באתרי anasmotic - סוג בסיסי VSMC יכול לעזור לנטרל צמיגים.

מקורות של VSMCs להנדסת Tissue Engineering

הבחירה של מקור VSMC משפיעה באופן דרמטי על הביצועים של המבנה הסופי.כל מקור יש יתרונות ומגבלות שיש לשקול נגד המטרה הקלינית.

המונחים: Arterial VSMCs

המקור הפשוט ביותר הוא VSMCs ראשוני מבודדים מיצירות אמנות התורמות (למשל, משרידים עורקים פנימיים או ורידים מלוחים של המטופל עצמו) תאים אלה כבר מחויבים לשושלת השרירים חלקה, ניתן להרחיב בתרבות.עם זאת, יש להם תוחלת חיים העתקה סופית, אלא אם כן הם עוברים סחף אפסיפטי לעבר המדינה סינתטית במהלך הרחבה אוטולוגית, שימוש בקוצר רוחי, עלול להיות מחוספס עם תאים חיסוניים או פולשניים.

Stem Cell-Derived VSMCs

תאים Stem מספקים מקור דרוגי ופוטנציאלי של VSMCs. Pluripotent תאי גזע (iPSCs או ESCs) יכול להיות מכוונת לעבר גורל שרירים חלק באמצעות פרוטוקולים מעורבים גורמי צמיחה כגון PDGF-BB, TGF-β1, ו Activin A.התאים העמידים נגד תאי עצב שונים, יכול גם להיות יתרון חלקי של תאים עצביים (MS-R) בתוך תאים עצביים שונים, לעומת תאים פגומים (RMi) ו-חומצה) בתוך תאים חלקת (RMI) בתוך תאים פגומים) ו-חומצה דלקתיים, אך גם הם בעלי תאים פגומים של תאים פגומים של תאים פגומים של תאי עצבות, אך ורקמותיים (RMi) הם גם הם בעלי תפקוד תחת תאים שונים של תאים שונים של תאים פגומים (RMD) ו-חומצה דלקתיים).

עקבו אחרי Direct Reprogramming

גישה מתפתחת היא ההמרה ישירה של fibroblasts או תאים סומטיים אחרים לתוך VSMCs באמצעות גורמי ליעת ספציפי קוגיל כגון MyOCD (myocardin) ו SRF. שיטה זו מונעת את הבמה pluripotent ועשויה להניב אוכלוסייה הומוגנית יותר. מחקרים מוקדמים מראים כי תכנות מחדש של VSMCs יכול לתרום ליצירת כלי שיט ב vivo, אבל השדה הוא עדיין לפני הטיפול.

עיצוב ואסטרטגיות תרבות

כדי לרתום את מלוא הפוטנציאל של VSMCs, הנבל חייב לספק תמיכה מכנית מתאימה, רמזים ביוכימיים, וקצב ההידרדרות שמתאים ל- ECM deposition. 3 קטגוריות רחבות של פיגומים משמשים.

סקאפרשנים טבעיות

קולג'ן, fibrin, ו-Haluronic acid hydrogels מציעים אתרי ביו-התאמה מצוינים ותאים adhesion. VSMCs משובצים בג'ל אלה יכולים לעצב אותם מחדש, אבל הכוח המכאני הראשוני נמוך. Fibrin כבר בשימוש בהצלחה במספר דגמי TEBV, כולל מה שנקרא "מאגד עצמי" סדינים, שבו VSMCs הם תרבות ב-freic תהליך הדורש בהדרגה.

שם הסרטון: Synthetic Biodegradable Polymers

פולימרים כגון PCL, PGA, חומצה פולילאקטית (PLA), ופולי(חומצה פוליקל-קו-גליקולית) (PLGA) יכולים להיות אלקטרוספטוס לתוך צינורות nanofibrous meshes אשר מחקה את הארכיטקטורה של Native ECM. אלה פיגומים לספק כוח מכני מיידי ניתן להתאים לסיבוב במשך יותר מ שבועות עד ספטמבר.

Matrices

כלי שיט מאוישים או בעלי חיים שומרים על הארכיטקטורה והקומפוזיציה של ECM הילידים, כולל קולגן, אלסטולין, גליגליצרנים.לאחר הסרת אנטיגנים סלולריים, אלה פיגומים ניתן לשחזר עם VSMCs (ותאים אנדוטיים) כדי לייצר כלי "היברידיים" (Hybrid) הכלי המוחזר לעתים קרובות מראה תכונות מכניות ו-vasactivity, אבל את התהליכים ה- ECMics עלולים של רכיבי Eganics, עלולים של חומר Xen, עלולים, הוא נזקיאקדמי, אך נזקיאקדמי, אך חומר Xganic, הוא נזקי של רכיבי ECM, הוא נזקי, הוא נזקי, והוא עשוי להיות מלא של רכיבי ECM, 000 קשה.

מצב מכני בביולוגי

ללא קשר לסוג הפיגום, תרבות דינמי כמעט תמיד נדרש לייצר TEBV פונקציונלי ביולוגיים ליישם זרימה pulsatile ו circumferential מתיחה, אשר מחקה את הסביבה המודינמית של עורק יליד. bioreactors להפעיל נתיבי אות (למשל, RhoA / RCK, integrin-mediaed meotrans) כי ניתן לקדם את פרוטוקול דלקת הלחמה נמוכה ו- ECMop.

אתגרים נוכחיים ב-VMC-מהנדסים המבוססים על מהנדסי VMC

למרות התקדמות משמעותית, כמה מהמכשולים מונעים שימוש קליני נרחב ב-TEBVs.

Phenotype Stability

האתגר הגדול ביותר הוא שמירה על חוזה VSMC phenotype מן הזמן של לראות דרך החיים של השתל. בתרבות סטטית, VSMCs לעבור במהירות למדינה סינתטית לייצר ממטריקס מוגזם שיכול למנוע את lumen (neotimal hyperplasia), אשר לאחר השתלת, הכלי הוא חשופים למצב מורכב, דלקתי שיכול להוביל מעבר פנוטיפ נוסף לייצוב תאים מכניים (Flowic) עם β-Flowicicicicicic Resogicial של β-Fotraigicial, אשר ישמורד (התיקים) או β-Flowicial של β-Flowicial), לאחר שהוגדרו של β-Flow-Flowegicial של β-Flowic) עם β-Flowegicial של β-Flowicial של β-Fild, לאחר השתלתיקים, לאחר השתלשלהתיקים, לאחר השתלתיקים, לאחר השתלת, לאחר השתלת, לאחר השתלת, לאחר השתלת, לאחר ש-Filated, לאחר השתלת, לאחר ש-Fgicial של β-Flowed, לאחר השתלת, לאחר השתלת, לאחר השתל

תגובה

Allogeneic או xenogeneic VSMCs יעורר תגובה חיסונית אלא אם המארח הוא immunosuppressed. אפילו נוגדנים אוטומטי עשוי לעורר דלקת אם הם משתנים (למשל, על ידי עריכת גנים) או אם החומר הספירי הוא immunogenic. Decellized affolds להימנע אנטיגנים הקשורים תאים, אבל חסר רכיב VSMC חי הם חוקרים "מולקולות" מוקדם של HIV, אבל כמו HIV- HIV.

דינמיות Diffusion ו- Cell Survival

בכלי שיט עבים (יותר מ -200-300 מיקרומטר), חמצן וחומרים מזינים לא יכולים להגיע ל-VMCs הפנים על ידי diffusion לבד.ללא מיקרו-שקע פונקציונלי, תאים במרכז החומה יכולים למות במהלך התרבות או לאחר השתלה.אסטרטגיות כדי להתגבר על זה כוללים שיתוף-הגדלה עם תאים נוסטליים שמרכיבים רשתות דמויי-כנפיים, באמצעות שימוש ב-חול-חולהחמצן, או מארגן מראש, המאפשרים מהירים.

סקלאלה וייצור

הפחתת TEBV העומדת בסטנדרטים רגולטוריים דורש תהליך ייצור יעיל, עלות-תועלת. שיטות נוכחיות כרוכות לעתים קרובות שבועות של התרחבות תאים ותרבות ביולוגי, עם שלבים ידניים שהם עבודה-רגישים והסתברות ל variability.הפיתוח של ביולוגי מערכת סגורה, תצוגות תאים אוטומטיים, ובקרת איכות (למשל, עבור חוזה, עבור סימן פריילי, ביטוי חיוני להתפרצות ייצור מסחרי) יהיה לחץ חיוני לתרגום החידושים המסחריים.

כיוונים עתידיים וחדשנות

מספר טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות להתמודד עם האתגרים המתוארים לעיל.

ג'ין Editing for Phenotype control

ניתן להשתמש בכלים מבוססי CRISPR כדי מהנדס VSMCs עמידים להחלפת phenotypic או כי חלבונים overexpress חוזה.לדוגמה, לדפוק in a-constitutively פעיל myocardin Transgene או deleting KLF4 (גורם תמליל שמניע את פנוטיפ סינתטי) יכול לנעול VSMCs במצב חוזה.

3D Bioprinting

Bioprinting מאפשר שליטה מרחבית מדויקת על חלוקת תאים, ההרכבה הנפוצה, ואפילו את הכיוון של סיבים מודפסים. Multi-axis inkjet או מדפסת extrusion יכול להפקיד שכבות של הידרוג'ל VSMC-ladengels, פגזים פולימרים, תאים אנדוטיים לבנות כלי עם גיאומטריה מוגדרת.כמה קבוצות מודפסות אמנות קטנה עם לומונים פתוח ודגמו תשובות מוכחות לאחר השגת אתגר מכני.

איברים ועצמים-A הרכיבו את הווסלים

אלטרנטיבה לגישות מבוססות פיגוולד היא לאפשר ל-VMCs להתארגן בעצמם למבנה כלי שיט.על ידי מטפחים VSMCs על מנדלל הסלולארי במדיום מוגדר, כמה קבוצות יצרו כלי תא חזקים מספיק להשתלת לאחר decellization. אחרים יצרו "סגנואידים שרירים" המציגים פעילות לוחמת ספונטנית, וניתן להשתמש בהם כדי לחקור תגובות נשיות או בדיקת סמים.

תרגום קליני וניסויים מתמשך

כמה פלטפורמות TEBV נכנסו לבדיקות קליניות.המתקדמים ביותר הוא graft "Lifeline" (CytoGraft, עכשיו חלק של Humacyte), אשר משתמש Allogeneic VSMCs הנזרע על גרף ביו-דידידי הפיגנדרוזנטי בביולוגיית, ולאחר מכן decelled לפני השתלת תאים סלולריים אחרים המיוצרים על ידי HIV, אך הם זקוקים לדלקתיים מוקדם יותר עם תאים סרטניים.

לקריאה נוספת, ראה (ב) ,0) סקירה זו של תקנות ה-VMC phenotype של phenotype תקנה 1 ו-FLT:2 זה הטבע סוקר סקירה קרדיולוגיה של graphcular graftsphishFLT 3 פרטים נוספים על חומרים ספוגים ניתן למצוא (FLT:4in this biomaterialsals:5FLT5:5 ).

מסקנה

תאים שרירים חלקיים הם הרבה יותר מאשר ממלא מבני בכלי דם מהונדסים.הם מספקים את הפונקציה החוזה שהופכת graft רסן לדרישות המודינמיקה, לבנות ולשמור על הממטריקס הנוסף שנותן את הכלי שלו יושרה מכנית, ומשתתפים בריפוי ושיפוץ לאחר השתלת תפקיד מרכזי של TEBVs כדי המרפאה תלויה ביכולת שלנו למקור שלנו ל-Vsalrelimate, לשמור על תפקודם של תאים גמישים ו-the-the-ofreative, עם פיתוח גרפיים, עם תפקודם של תאים גמישים, עם תפקודם, תוך כדי שיפור תאים גמישים, תוך כדי התאמה ביולוגית, הפונקציה ה-the 3MCDgrapericial של תאים גמישה, הפונקציה שלה, הפונקציה של תאים גמישה, ממשיך את הפונקציה של תאים גמישה, עם פיתוח, עם תפקודם, עם תפקודם, עם תפקודם, עם פיתוח גוף גמישה, עם תפקודם, עם פיתוח גרפיקה, עם פיתוח ® עם פיתוח גרפיקהיליים גמישה, עם פיתוח גרפיקה, עם פיתוח גרפיקה, עם תפקודם, עם פיתוח של תאים גמישה, תמיכה ביולוגית גמישה, עם טיפול גמישה, תמיכה גמישה, עם טיפול ביולוגי גמישה, הפונקציה DRARemcarliphed