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基于定向光控细胞片层技术的血管化组织工程肌肉的构建及机制研究
结题报告
批准号:
81670972
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王慧明
依托单位:
学科分类:
H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李志勇、俞梦飞、刘超、周益、吴晶军、钱韵、周颖、林怡含、游东奇
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中文摘要
骨骼肌组织工程旨在修复由于创伤、肿瘤和手术等造成的软组织缺损。然而目前体外构建大体积、功能化肌肉组织依然是组织工程研究的难点,主要原因在于无法有效模拟天然肌肉组织有序的结构和丰富的血液供应。本研究开创性地采用紫外光调控的细胞片层技术,使细胞定向生长和整层脱附,并通过对细胞定向排列过程中细胞伪足的观察和fascin-1、cofilin-1以及相关通路的检测,探讨了细胞感受外界环境实现方向性排列的机制,为诱导细胞定向技术提供理论依据。在此基础上,联合人胚干细胞定向分化、细胞片层转移和层层组装技术、类基底循环灌注系统,以阶段性复合培养的方式构建大体积血管化具有功能的肌肉组织,通过体外长期培养评价其生物活性和功能指标,利用动物肌肉瘢痕模型检测其修复效果,为实现临床前及临床应用提供实验依据。本研究为组织工程技术提供了新的理念及方法,对促进肌肉组织工程发展具有重要意义。
英文摘要
Skeletal muscle tissue engineering (SMTE) aims to repair or regenerate defective skeletal muscle tissue result from traumatic injury, tumor ablation or muscular disease. However, the engineering of large functional skeletal muscle in the laboratory still remains a great challenge, for lacking of ordered tissue structure and effective blood supply as in natural muscle. In this study, we introduced a novel light induced cell alignment and detachment technology to harvest anisotropic cell sheets. Through observation of filopodia and detection of fascin-1, cofilin-1 and related signal pathways in cell alignment, we want to illustrate the mechanism how cells react to external environment for orienting themselves, to lay a foundation for induced cell alignment technology. Then we developed a novel technology to construct functional tissue engineered muscle layer-by-layer assembly with three dimension reticular formation of vessels by modified light-induced cell sheet engineering, of which the MPCs and ECs were derived from human ESCs. Besides, we designed a new perfusion bioreactor system for culturing 3-D cell sheets on collagen-gel fabricated with imbedded micro-channels to mimic a subcutaneous vascular structure. The vascularized tissue surrogates would be evaluated both in vitro and in vivo. This project proposes several new design and creation concepts, promising significant advances to both preclinical and clinical applications of muscle tissue engineering.
骨骼肌组织工程旨在修复由于创伤、肿瘤和手术等造成的软组织缺损。然而目前体外构建大体积、功能化肌肉组织依然是组织工程研究的难点,主要原因在于无法有效模拟天然肌肉组织有序的结构和丰富的血液供应。本研究开创性地采用紫外光调控的细胞片层技术,使细胞定向生长和整层脱附,并通过对细胞定向排列过程中细胞伪足的观察和骨架系统以及相关通路的检测,探讨了细胞感受图案化信号调控细胞行为和命运可能是整合素-黏着班蛋白激酶(FAK)介导的MAPK通路的作用,丰富了我们对材料界面调控细胞行为的认识,有助于更好的设计基板材料用于组织工程修复。在此基础上,通过联合光敏凝胶细胞片辅助系统,细胞片预血管化技术及类基底循环灌注系统,课题组构建了血管化功能化的肌肉组织块,体内体外评价其功能和修复效果,为实现临床前及临床应用提供实验依据。本研究为组织工程技术提供了新的理念及方法,对促进肌肉组织工程发展具有重要意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Ultraviolet Radiant Energy-Dependent Functionalization Regulates Cellular Behavior on Titanium Dioxide Nanodots
紫外线辐射能量依赖性功能化调节二氧化钛纳米点上的细胞行为。
DOI:10.1021/acsami.0c07761
发表时间:2020
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子:9.5
作者:Liu Chao;Sun Mouyuan;Wang Yu;Zhu Tianer;Ye Guanchen;You Dongqi;Dong Lingqing;Zhao Wenquan;Cheng Kui;Weng Wenjian;Zhang Yu Shrike;Yu Mengfei;Wang Huiming
通讯作者:Wang Huiming
Light-Induced Cell Alignment and Harvest for Anisotropic Cell Sheet Technology
各向异性细胞片技术的光诱导细胞排列和收获
DOI:10.1021/acsami.7b07202
发表时间:2017-10-25
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Liu, Chao;Zhou, Ying;Wang, Huiming
通讯作者:Wang, Huiming
DOI:10.1039/c7tb00111h
发表时间:2017-05
期刊:Journal of materials chemistry. B
影响因子:--
作者:Mengfei Yu;Jiaxing Gong;Ying Zhou;Lingqing Dong;Yihan Lin;Liang Ma;W. Weng;Kui Cheng;Huiming W
通讯作者:Mengfei Yu;Jiaxing Gong;Ying Zhou;Lingqing Dong;Yihan Lin;Liang Ma;W. Weng;Kui Cheng;Huiming W
Engineering prevascularized composite cell sheet by light-induced cell sheet technology
利用光诱导细胞片技术工程化预血管化复合细胞片
DOI:10.1039/c7ra05333a
发表时间:2017
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Zhou Ying;Dong Lingqing;Liu Chao;Lin Yihan;Yu Mengfei;Ma Liang;Zhang Bin;Cheng Kui;Weng Wenjian;Wang Huiming
通讯作者:Wang Huiming
KLF2+ stemness maintains human mesenchymal stem cells in bone regeneration
KLF2( ) 干性维持人间充质干细胞的骨再生。
DOI:10.1002/stem.3120
发表时间:2019-12-14
期刊:STEM CELLS
影响因子:5.2
作者:Zhou, Ying;Liu, Chao;Wang, Huiming
通讯作者:Wang, Huiming
整合素β1蛋白功能构象依赖的动态骨膜样支架促进颅颌面骨再生机制研究
  • 批准号:
    82370919
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
新型光控流体组织工程材料促进种植体周骨缺损修复的作用及机制研究
  • 批准号:
    82020108011
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    248万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
骨架相关蛋白介导的材料物理性征对干细胞命运的调控及其机制研究
  • 批准号:
    31872752
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
基于RGD修饰的TiO2纳米点调控细胞薄层培养技术促进组织工程骨中三维血管生成及机制研究
  • 批准号:
    81371120
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
基于光控细胞薄层培养技术的复合组织的构建及生物学性能研究
  • 批准号:
    81171003
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
天然珍珠质修饰生物钛种植体的表面性状和生物活性研究
  • 批准号:
    30572061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    王慧明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金