Hydrogels with precisely controlled integrin activation dictate vascular patterning and permeability.
Hydrogels with precisely controlled integrin activation dictate vascular patterning and permeability.
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DOI：
10.1038/nmat4954
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发表时间：
2017-09
期刊：
影响因子：
41.2
通讯作者：
Segura T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li S;Nih LR;Bachman H;Fei P;Li Y;Nam E;Dimatteo R;Carmichael ST;Barker TH;Segura T
整合素与生物工程水凝胶支架的结合对于组织再生和再生是必不可少的，但并非所有的整合素结合都能导致组织修复。在这里，我们表明，通过工程化水凝胶材料促进α3/α5β1整联蛋白结合，与促进αvβ3整联蛋白结合的水凝胶材料相比，我们可以促进空间填充和成熟脉管系统的形成。在体外，α3/α5β1支架促进内皮细胞出芽和分支，形成有组织的广泛网络，最终到达并与邻近的分支融合。在体内，递送血管内皮生长因子（VEGF）的α3/α5β1支架在卒中后10天促进了非迂曲血管形成和非渗漏血管。相反，促进αvβ3整联蛋白结合的材料在体外促进内皮出芽凝集，在体内促进血管渗漏。这项工作表明，精确控制的整合素激活的生物材料可以利用直接治疗血管再生和减少血管内皮生长因子诱导的血管通透性在体内。
Integrin binding to bioengineered hydrogel scaffolds is essential for tissue regrowth and regeneration, yet not all integrin binding can lead to tissue repair. Here, we show that through engineering hydrogel materials to promote α3/α5β1 integrin binding, we can promote the formation of a space filling and mature vasculature compared to hydrogel materials that promote a αvβ3 integrin binding. In vitro, α3/α5β1 scaffolds promoted endothelial cells to sprout and branch, forming organized extensive networks that eventually reached and anastomosed with neighboring branches. In vivo, α3/α5β1 scaffolds delivering vascular endothelial growth factor (VEGF) promoted non-tortuous blood vessel formation and non-leaky blood vessels by 10-days post stroke. In contrast, materials that promote αvβ3 integrin binding promoted endothelial sprout clumping in vitro and leaky vessels in vivo. This work shows that precisely controlled integrin activation from a biomaterial can be harnessed to direct therapeutic vessel regeneration and reduce VEGF induced vascular permeability in vivo.
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