用于研究HUVEC的iPSC多能性和毛细血管网络形成的高级体外3D模型

检测样品：3D生物打印 3D培养高级体外3D模型

检测项目：iPSC多能性和毛细血管网络形成

方案概述：将人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人真皮成纤维细胞（HDFs）共培养和诱导多能干细胞（iPSCs）单培养分别包埋于选定的生物材料中7d。

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更新时间2021年10月09日

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介绍

由于整个 3D 矩阵中细胞自组装和重组的差异，3D 生物打印和共培养类器官最近受到了广泛关注。单一培养类器官倾向于在 3D 中聚集以最D化粘附并最小化能量，而共培养则根据细胞间粘附的差异进行重组

（Foty，2005 年；Napolitano，2007 年）。一般来说，不同的细胞类型在细胞重组过程中也会相互显着影响。例如，单独的内皮祖细胞不会形成血管组织，但当与人真皮成纤维细胞(HDF) 或平滑肌细胞类型共培养时，血管内皮管可以在多孔生物材料或生物墨水中形成 (Unger, 2007)。一项使用人脐静脉内皮细胞(HUVEC) 的研究表明，这些细胞在没有成纤维细胞的情况下无法形成内皮细胞腔，这凸显了共培养系统的重要性（Newman，2011）。

在研究过程中，对HUVEC培养的相关标记进行了分析。分化簇31(CD31)是一种内皮细胞特异性标记物，用于二维和三维培养中监测内皮细胞的分化、自组装和血管生成。CD31在HUVECs表面表达，并已知在类有机分子内自组织(Wu，2004)。occludens-1(ZO-1)是一种细胞质蛋白，作为支架分子，是上皮细胞和内皮细胞紧密连接的组成部分。ZO-1氨基末端能与claudins和α-catenin/cadherins结合，羧基末端能与肌动蛋白细胞骨架相互作用(Itoh，1997)。表明在上皮细胞中，ZO-1是三维形成管腔所必需的。在排列的HUVEC三维培养中，ZO-1在紧密连接的功能性内皮形成中发挥重要作用(Kang，2018)。

多能性标记OCT4、SOX2和NANOG在维持胚胎干细胞和诱导多能性干细胞（iPSCs）的稳定中起着关键作用。证据表明，在分化和发育过程中，它们表达模式的改变控制着细胞的命运(Wang，2012)。例如，OCT4 调节BMP4通路并与之相互作用，以指DING不同的发育命运。高水平的OCT4能在缺乏BMP4的情况下自我更新，但在存在BMP4的情况下指DING中胚层。低水平的OCT4在没有BMP4的情况下诱导胚胎外胚层分化，但在有BMP4的情况下明确胚胎外谱系。SOX2抑制中胚层分化，而NANOG抑制胚胎外胚层分化(Rizzino， 2016)。这表明了在3D基质中嵌入iPSCs或在2D中培养时保持这些多能性标记的重要性。