血管平滑肌细胞影响伤口愈合和心血管健康

血管平滑肌细胞影响伤口愈合和心血管健康

血管平滑肌细胞和表型转换

平滑肌细胞(SMC)是在许多器官中发现的特殊细胞类型,包括胃,小肠和大肠,膀胱,子宫和血管。特别地,在血管中发现的SMC被称为血管SMC(VSMC),通过收缩或扩张血管来帮助调节血压。SMC也是血管损伤的重要反应者,并参与愈合过程。
SMC活动的多样性是由其经历“表型转换”的能力所介导的。在稳态条件下,VSMC保持收缩表型。但是,如果血管受损,则VSMC反应的一部分是减少收缩表型所需的蛋白质表达,同时开始增殖,迁移并产生细胞外基质蛋白质。这种表型转换的综合作用是VSMC迁移到损伤部位,在那里它们增殖并生成细胞外基质来治愈伤口。重要的是,从收缩表型向增生表型的异常表型转换与心血管疾病特别是动脉粥样硬化有关。

在组织工程和心血管疾病中的研究
组织工程学的进步导致了细胞自组装系统的发展,其中细胞自组装成组织状结构。伍斯特理工学院的Rolle实验室开发了一种细胞自组装系统,该系统将Lifeline?人冠状动脉SMC组装到模仿脉管系统的组织环中。这些体外系统依赖于适当的生长因子,这可能会由于扩散或进入细胞表面受体的通道受限而受到阻碍。为了克服这些限制,Strobel等人测试了明胶微球(工程球形颗粒)是否可以掺入自组装的VSMC环中,以及这些微球是否可用于传递功能性TGF-b1。
为了首先确认微球掺入SMC环,作者进行了组织学分析,发现当组织在VascuLife?或分化培养基(支持分化成收缩表型)中生长时,在第7天有有效的微球掺入。这两种类型的培养基,微球均在第14天降解。作者注意到,从0.6 mg / 106细胞接种后,SMC环的某些机械和物理性质发生了变化,而从0.2 mg / 106细胞接种后,SMC环的某些机械和物理性质发生了变化。在分化培养基中,失效负荷随着两种细胞接种密度的增加而增加。
接下来,研究人员测试了明胶微球是否可以将TGF-b1传递至SMC环。与最初的实验不同,在第二个实验中,微球被有效地整合到了SMC中,并在第14天时未降解。重要的是,TGF-b1微球处理的SMC环自发收缩并表达了收缩蛋白,包括平滑肌α肌动蛋白和钙蛋白,这是它们的标记。总之,这项研究优雅地证明了明胶微球可以整合到SMC环结构中,并且可以用于传递功能性生长因子并诱导收缩表型。诸如此类的研究可能会影响体外研究血管疾病的方式,这表明该模型系统可用于筛选潜在疗法。

透析患者面临的重大挑战是血管钙化,这是在血管中发现矿物质沉淀时发生的。血管钙化可通过改变血管的弹性和动态平衡对心血管健康产生负面影响。这种钙化的来源是经历异常的成骨细胞分化并将矿化的细胞外基质沉积到血管中的VSMC。这种VSMC过渡可以由尿毒症患者血液中积聚的毒素引发。尿毒症通常发生在晚期肾脏疾病患者中,其特征是血液中尿素和氮的水平增加。发生这种情况是由于肾功能下降和肾脏无法正确过滤血液所致。TNF-α和IL-6是两种常见的尿毒症毒素,由于其体积小而无法通过透析清除,并有助于血管钙化。因此,在一项研究中,Zickler和Luecht及其同事着手确定TNF-a和IL-6在血管钙化中的作用和机制。该小组首先确认尿毒症患者血清中存在TNF-a和IL-6,与健康患者血清中的浓度相比,两者均升高。
为了测试尿毒症血清对VSMC的作用,该小组用尿毒症患者的合并血清处理了Lifeline?人冠状动脉VSMC,发现诱导了IL-6转录表达。该作用被TNF-α阻断剂阻断,表明在这种情况下IL-6表达是TNF-α依赖性的。另外,用TNF-α直接处理VSMCs在处理后6-12小时导致IL-6启动子活化。然后,研究人员在IL-6启动子中绘制了TNF-a响应元件的图谱,证实其是c-FOS转录因子的位点。确实,当c-FOS被抑制时,研究人员发现尿毒症血清诱导的IL-6转录被阻止。研究人员确认了TNF-α和尿毒症血清对IL-6的调控后,研究了这些因素如何影响VSMC表型。

作者发现,当在成骨诱导培养基中生长并暴露于尿毒症血清(可诱导VSMC转变为成骨表型)时,作者发现VSMC中的IL-6mRNA水平以TNF-α依赖性方式增加。此外,与暴露于健康血清的细胞相比,暴露于尿毒症血清并在分化培养基中生长的细胞表达与成骨细胞表型和氧化应激有关的更高水平的转录本,它们也是TNF-α和IL-6依赖性的。最后,到使用成骨培养基的第10天,与暴露于健康血清的VSMCs相比,暴露于尿毒症血清的VSMC以TNF-α和部分IL-6依赖性方式沉积增加量的钙化细胞外基质。因此,这项研究的结果确定了由c-FOS诱导IL-6驱动的TNF-a在血管钙化中的作用。使用抗TNF-a的药物可靶向该途径,以对抗正在接受透析的尿毒症患者的血管钙化。

产品名称:人平滑肌细胞培养套装

产品货号:LL-0014

适用细胞:人主动脉平滑肌细胞、人冠状动脉平滑肌细胞人膀胱平滑肌细胞、人肺平滑肌细胞、人肺动脉平滑肌细胞、前列腺平滑肌细胞
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