DOI:10.1016/j.actbio.2020.02.042
人體骨骼肌是由復雜的解剖結構組成的，包括單軸排列的肌小管和廣泛分布的毛細血管。在這方面，血管化是成功開發工程化骨骼肌組織以恢復其功能和生理活性的重要組成部分。本文提出了一種利用細胞電紡和三維生物打印技術獲得人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）和C2C12細胞共培養平臺的方法。為了說明這一點，在帶有拓撲圖提示的機械支架（聚己內酯和膠原支架）的表面，對HUVECs負載的海藻酸鈉生物墨水進行了單軸電紡。電紡HUVECs細胞活力高（90%），細胞分布均勻，且生長效率高。此外，將成肌細胞（C2C12細胞）接種在血管化結構（負載HUVECs纖維）上共同培養，促進成肌細胞再生。結果，與僅包含成肌細胞的支架相比，包含成肌細胞和HUVECs的支架表現出高度的肌球蛋白重鏈（MHC），具有條紋圖案和增強的肌源性特異性基因表達（肌分化因子、肌鈣蛋白T、MHC和肌細胞生成素）。
圖1.（a）具有血管網絡的天然骨骼肌結構和（b）使用人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）的細胞電紡過程的示意圖。（c）用不同電場制備的負載HUVECs纖維的掃描電鏡和活/死圖像。納米纖維（d）取向因子和（e）細胞活力的定量分析。
圖2.（a）海藻酸鈉纖維、PVA浸潤的膠原蛋白、PVA浸潤的PCL和海藻酸鈉電紡PCL的應力-應變曲線。基于以下因素分析海藻酸鈉電紡PCL、海藻酸鈉電紡PVA浸潤的PCL、海藻酸鈉電紡PVA浸潤的膠原：（b）水接觸角和（c）蛋白質吸收。（d）HUVECs電紡PCL（HEP）支架，（e）HUVECs電紡PVA浸潤的PCL（HEPP）支架和（f）HUVECs電紡PVA浸潤的膠原蛋白（HEPC）支架的光學、示意圖、掃描電鏡和活/死圖像。（g）HEP、HEPP和HEPC支架的截面圖。（為了解釋本圖中對顏色的引用，請參考本文的web版本。）
圖3.（a）四個階段的血管發育示意圖以及從HEPC支架捕獲的熒光圖像。（b）支架的HUVEC接種效率。（c）HUVEC接種和（d）HUVEC電紡支架的CD31（綠色）以及標記血管（紅色）和連接點（藍色）的熒光圖像。（e）所用血管/結點圖像中的總微血管長度和（f）總微血管面積以及結點總數。（為了解釋本圖中對顏色的引用，請參考本文的web版本。）
圖4.（a）接種C2C12的膠原（CS-PC）支架和接種C2C12及HUVEC電紡膠原（CS-HEPC）支架的原理圖及細胞跟蹤圖像。（b）每個支架的細胞增殖。（c）MHCs在7、14和21天的熒光圖像和肌節α-肌動蛋白在21天的熒光圖像分析（d）定向因子，（e）陽性指數和融合指數，（f）成熟指數和（g）長度。（h）21天時的相對基因表達（肌分化因子、肌細胞生成素、MHC和肌鈣蛋白T），與β肌動蛋白進行比較，并根據CS-PC支架的值進行標準化。（為了解釋本圖中對顏色的引用，請參考本文的web版本。）
圖5.（a）心肌結構示意圖和熒光圖。H9c2細胞在（b）MHC直徑和（c）MHC長徑比上的定量分析。（d）平滑肌的示意圖和熒光圖像。從（e）α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）直徑和（f）α-SMA長徑比對平滑肌細胞進行定量分析。分析了直徑大于10μm的MHC和α-SMA。
微信二維碼
