השרשה של הפיברין ג'ל על עכבר ריאות לחקר אנגיוגנזה ריאות ספציפית

Recapitulation of the organ-specific microenvironment, which stimulates local angiogenesis, is indispensable for successful regeneration of damaged tissues. This report demonstrates a novel method to implant fibrin gels on the lung surface of living mouse in order to explore how the lung-specific microenvironment modulates angiogenesis and alveolar regeneration in adult mouse.

התקדמות משמעותית האחרונה בטכניקות מחקר בתאי גזע וביו-הנדסה עשו התקדמות גדולה בניצול ביו-חומרים להתחדש ולתקן את הנזק ברקמות פשוטות בתחומי האורתופדים וחניכיים. עם זאת, הניסיונות לחדש את המבנה ותפקוד של איברים מורכבים יותר תלת ממדי (3D) כגון ריאות לא היה מוצלח מאוד בגלל התהליכים הביולוגיים של התחדשות איבר לא נחקרו היטב. זה הופך להיות ברור שאנגיוגנזה, היווצרותם של כלי דם חדשים, ממלאת תפקידי מפתח בהתחדשות איבר. שהוקם זה עתה vasculatures לספק לא רק חמצן, חומרי מזון ומרכיבי תא שונים הנדרשים להתחדשות איבר אלא גם לספק אותות מאלפות לרקמות המקומיות ההתחדשות. לכן, כדי להתחדש בהצלחה ריאות במבוגרים, יש צורך לשחזר את microenvironments הריאות ספציפיות שבי אנגיוגנזה התחדשות של רקמות ריאה כוננים מקומיות. למרות שיתוףnventional in vivo מבחני אנגיוגנזה, כגון השתלה תת-עורית של מטריצה ​​תאית (ECM) -rich הידרוג (למשל, ג'לים הפיברין או קולגן או Matrigel - תערובת חלבוני ECM מופרש על ידי תאי סרקומה עכבר Engelbreth-הולם-נחיל), באופן נרחב מנוצל כדי לחקור את מנגנונים כלליים של אנגיוגנזה, אנגיוגנזה ריאות ספציפיות לא מאופיין היטב כי שיטות להשתלת orthotopic של ביו-חומרים בריאות לא היו מבוססות היטב. המטרה של פרוטוקול זה היא להציג את שיטה ייחודית להשתלת ג'ל הפיברין על פני השטח הריאות של עכבר בוגר חיים, המאפשרת לסיכום המוצלח של אנגיוגנזה-נגזר ריאות המארח בתוך הג'ל. גישה זו מאפשרת לחוקרים לחקור את המנגנונים שבאמצעותם מייקרו-סביבת הריאות ספציפיות שולט אנגיוגנזה והתחדשות alveolar בשני תנאים נורמלים ופתולוגיים. מאז שחרור ביו-חומרים מושתלים ולספק אותות פיסיקליים וכימיים לl הסמוךרקמות ung, השתלה של ביו-חומרים אלה על ריאות חולות עלולה לנרמל את הרקמות חולות הסמוכות, המאפשרות לחוקרים לפתח גישות טיפוליות חדשות לסוגים שונים של מחלות ריאה.

המטרה הכללית של פרוטוקול זה היא להציג את השיטה להשתיל ג'ל הפיברין על פני השטח הריאות של עכבר בוגר, המאפשר לחוקרים לאפיין את המנגנונים המולקולריים של כלי דם ריאה ופיתוח alveolar, ולמנף את הידע הזה כדי לפתח חומרי biomimetic מסוגל של כלי דם ריאה משחזר פיסיולוגיים והיווצרות מכתשי לטיפול במחלות ריאה שונות.

יותר מ -35 מיליון אמריקאים סובלים ממחלות ריאה כרוניות, כוללים מחלת ריאות חסימתית כרונית ופיברוזיס ריאתי. חולים אלה סימפטומים לטווח ארוך כרוניים בדרכי הנשימה כגון קוצר נשימה, לחץ בחזה, שיעול טורדני, ועייפות, שפוגעים בחיי היום היום שלהם ^1-3 באופן משמעותי. למרות כמות גדולה של מאמץ לפתח טיפולים יעילים למחלות ריאה אלה, כיום אין תרופה; לכן, איכות חיים של חולים אלה היא עניה וכלכלי ועלויות אנושיות הייGH ^4-7. נכון לעכשיו, השתלת ריאות היא הדרך היחידה להציל את החולים עם מחלות ריאה כרונית סופנית. עם זאת, בגלל המחסור בתורמים להשתלה, עלות גבוהה, סיבוכים חמורים, ושיעור הישרדות נמוך ^8-11, השתלה היא לא גישה אופטימלית. התקדמות מהירה בטכניקות האחרונות הנדסת רקמות אפשרה לחוקרים bioengineer ריאות מושתלים על ידי אכלוס מחדש כל ריאות decellularized עם סוגים שונים של תאים או תאי גזע pluripotent מושרה (iPS) ^12,13. עם זאת, ריאות bioengineered אלה הן פונקציונליות בבעלי החיים מארח רק לכמה שעות לאחר ^12,14,15 השתלה. גם ניצול ביו-חומרים להתחדש מבנים ופונקציות המורכבים של ריאות היה די מוצלח. זה יכול להיות בגלל תהליכים ביולוגיים מרכזיים ששולטים בהתחדשות ריאות מבוגרים לא נחקרו היטב. בריאות, היווצרות של מערכת כלי הדם היא אחד מהאירועים המוקדמים והחשובים ביותר duriפיתוח ng והתחדשות ^16-21. שהוקם זה עתה בvasculatures הריאות לא גם לספק רק חמצן, חומרי מזון ומרכיבי תא שונים הנדרשים להיווצרות איברים, אלא לספק אותות רגולציה מאלפות לתאים המקיפים ^22-25. לפיכך, אנגיוגנזה משחקת תפקידי מפתח בalveolarization משובי בריאות מבוגרים ^24,26,27. בנוסף, אנגיוגנזה deregulated תורמת למחלות ריאה כרוניות כגון מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) ^28, דיספלזיה bronchopulmonary (BPD) ^21-23, ופיברוזיס ריאתי ^29. לכן, כדי לפתח אסטרטגיות יעילים יותר להנדסת ריאות או טיפול במחלות ריאה כרוניות, יש צורך להבין את המנגנונים הבסיסיים של אנגיוגנזה ריאות ספציפיות.

כל איבר מציג תכונות מכאניות וכימיות ייחודיות, אשר עשוי להיות שונה בין תנאים פיסיולוגיים ופתולוגיים ^30-33. microenviron איבר ספציפי אלהמפעלים לווסת התנהגויות תא האנדותל ולתזמר יצירת רשת כלי דם באופן ספציפי לאיבר ^24,34-36. לכן, כדי לפתח אסטרטגיות יעילים יותר להתחדשות ריאות, המנגנון שבבסיס אנגיוגנזה ריאות ספציפיות צריך להיות מובן. בעוד מבחני אנגיוגנזה קונבנציונליים in vivo כגון השתלה תת עורית הידרוג'ל נעשו שימוש נרחב למחקר אנגיוגנזה ^37-39, שיטות אלה לא לשחזר אנגיוגנזה איבר ספציפי. לאחרונה, שיטה חדשנית להשתלת Matrigel בעובש אלסטי על ריאות העכבר פותחה והוצגה בהצלחה לגייס כלי דם ותאי האפיתל ריאות לג'לים ^22. גישה ייחודית זו תאפשר לחוקרים לחקור את המנגנון של אנגיוגנזה ריאות ספציפיות, כמו גם יחסי גומלין בין כלי דם ותאי ריאה שאינם כלי דם בתנאים פיסיולוגיים ופתולוגיים. מאז 1) Matrigel אינו מתאים ליישום קליני; 2) הדוארעובש lastic משמש כדי להפיל את ג'ל עשוי להשפיע על יחסי גומלין בין הידרוג ורקמת ריאה מארח ו -3) עובש אלסטי על הריאות שעלול להיות גורם פגיעה בתפקוד ריאות וכאב בזמן הנשימה, כגישה רלוונטית יותר מבחינה קלינית, מטריצת הפיברין 3D המכיל גורמי angiogenic (פקטור גדילה של אנדותל כלי דם (VEGF) / גורם גדילה פיברובלסטים בסיסי (bFGF)) כבר מושתל על ריאות העכבר ללא יציקה בתבנית הגמישה, וסכם אנגיוגנזה המופקת ריאות מארח בהצלחה. ג'ל ליפין, סיבי פולימר שנוצרו מפיברינוגן-ביקע תרומבין, ידוע למלכודת מגוון גורמי angiogenic כגון bFGF וVEGF להאיץ אנגיוגנזה in vivo ^40,41. בשל יכולת ההתחדשות שלו והטבע מתכלה ^42, ג'ל הפיברין נעשה שימוש נרחב בתחום הנדסת רקמות.

מאמר זה מציג רומן וגישה ייחודית להשתלת ג'ל הפיברין על פני השטח הריאות של adul חייםעכבר ולא מוכיח כי אנגיוגנזה המופקת ריאות המארח סכמה בתוך ג'לי in vivo. שיטה זו, המאפשרת לחוקרים ללמוד אנגיוגנזה ריאות ספציפיות, צפויה להוביל לפיתוח גישות טיפוליות חדשות לסוגים שונים של מחלות ריאה ולקדם באופן משמעותי את המאמצים לחדש ריאות מבוגרים בהצלחה.

הערה: in vivo המחקר בבעלי החיים בוצע בהתאם קפדן עם ההמלצות במדריך לטיפול והשימוש בחי מעבדה של המכון הלאומי לבריאות. הפרוטוקול נבדק ואושר על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים ושימוש בבית החולים לילדים בבוסטון (במדבר פרוטוקול: 13-10-2526R, 14-02-2568R). כל התרופות המשמשות בפרוטוקול זה הן תרופות כיתה ותרופות אלה ערוכות בתנאים סטריליים.

1. הפיברין ג'ל הכנה

1. הכן ג'ל הפיברין המכיל VEGF וbFGF.
   1. פתרונות הפשרת מניות של פיברינוגן ותרומבין המאוחסנים ב -80 ° C לטמפרטורת חדר (25 מעלות צלזיוס).
   2. להוסיף תרומבין (ריכוז סופי: 2.5 U / ml), CaCl ₂ (ריכוז סופי: 45 מ"מ), VEGF (ריכוז סופי: 0-100 ng / ml) וbFGF (ריכוז סופי: 0-100 ng / ml) לפיברינוגן פתרון (ריכוז סופי: 12.5 מ"ג / מיליליטר בsodiu 0.9%מ 'פתרון כלוריד ^43-45) בצינור 1.5 מיליליטר.
   3. מערבבים בעדינות על ידי pipetting.
   4. בעדינות פיפטה 200 μl של התערובת על צלחת פלסטיק סטרילי בצורה טיפה חכמה באמצעות קצה פיפטה p200.
   5. דגירה הטיפות על 37 מעלות צלזיוס במשך 30-60 דקות, עד שהם לחזק.
      הערה: ג'ל הקרושה יכול להיות כל הזמן בצלחת הפלסטיק האטום בטמפרטורת חדר (25 מעלות צלזיוס) במשך כמה שעות לפני ההשתלה (איור 1 א).
2. חתוך את הג'ל הפיברין לקוביות מ"מ כ 3 x 3 x 3 באמצעות מספריים כירורגיות קטנים לפני ההשתלה.

2. עכבר הכנה

1. הרדימי עכבר בוגר (8-12 שבועות) על ידי הזרקת intraperitoneal (IP) של קטמין (100 מ"ג / קילוגרם) ו xylazine (10 מ"ג / קילוגרם) ולאשר כי העכבר הוא מורדם כראוי על ידי צביטת הבוהן של העכבר.
   1. השתמש במשחת וטרינר בעיניים של העכבר כדי למנוע יובש במהלך הניסוי.
2. פו גילוחr על הצד השמאלי של בית החזה של העכבר.
3. לבצע אינטובציה endotracheal של העכבר.
4. הנח את העכבר על אינטובציה לעמוד בזווית ב 70 מעלות ומחזיקים את העכבר במקום ידי משדלת החותכות העליונות שלה מעל גומייה קטנה הממוקמת בחלק העליון של הדוכן.
5. בעדינות לחזור בו מהלשון לצד אחד באמצעות מלקחיים בוטים.
6. דמיין את הגרון בעזרת פנס מיקרוסקופ מתכווננת סיבים אופטיים.
7. הכנס קטטר endotracheal אלסטי (21 G) לקנה הנשימה.
8. ודא שהעכבר הוא נושם באופן ספונטני בצורה חלקה (100-150 נשימות / דקה רגילה, אין נשימה פרדוכסלית או רדודה).
9. מניחים את העכבר במצב שכיבה תחת מיקרוסקופ לנתיחה.
10. מכאני לאוורר את העכבר באמצעות מכונת נשמה מכרסם (150 נשימות / דקה ו -7 מיליליטר / קילוגרם נפח של גאות ושפל).
11. רוזן צלעות לאתר שטח צלע בין 4 ^th ו -5 ריב ^ה.
12. יצירת שדה סטרילי מעל האזור בy נגב ביסודיות עם אלכוהול וPovidone-יוד. לכסות את שדה הניתוח כראוי עם לעטוף כירורגית סטרילית.

3. ניתוח עכבר

1. לאחר הזרקה מקומית של bupivacaine 0.25% (200 μl) בעור, לעשות חתך בעור רוחבי (כ אורך 1 סנטימטר) על מרחב הצלע באמצעות מספריים לנתח.
2. לאחר ההזרקה של bupivacaine 0.25% (200 μl) לתוך שריר הצלע, לעשות חתך שריר בין צלעות 4 ^{th ו-5} באמצעות מספריים קטנים בסדר.
3. הכנס מפשק לנתח בין הצלעות כדי להמחיש את הריאה השמאלית באופן מלא.
   1. לגרד שטח קטן (ריבוע 1 x 1 מ"מ) של הצדר הקרביים של מרכז הריאה השמאלית באמצעות מלקחיים בסדר.
   2. להפעיל לחץ עדין על האזור באמצעות מקלון צמר גפן סטרילי עד דליפות דימום והאוויר נשלטות לחלוטין.
   3. שים כמות קטנה של תערובת טריות של פיברינוגן / תרומבין (דבק הפיברין) (שלב 1.1.2. & # 20181; יב) על האזור באמצעות קצה פיפטה p200.
4. מניח בעדינות ג'ל הפיברין אחד (שלב 1.2) באמצעות מלקחיים קטנים מעל האזור (איור 1).
   1. ודא שג'ל קבוע גם באזור במהלך תנועות נשימה של הריאות.
5. ודא שאין לא דולף אוויר מאסיבי ולא דימום מהריאות.
6. חתכים סגורים (שכבות שרירים ועור) עם תפר נספג, שאינו צריכים להסיר.
7. לשאוב את חלל בית החזה באמצעות מחט 27 G ומזרק 1 מיליליטר כדי למנוע pneumothorax.
8. לסיים אוורור מכאני.

שחזור עכבר 4.

1. ודא שהעכבר הוא נושם באופן ספונטני בצורה חלקה (100-150 נשימות / דקה רגילה, אין נשימה פרדוכסלית או רדודה).
2. IP להזריק 1 מיליליטר של טרום חימם 0.9% NaCl על מנת למנוע התייבשות.
3. לאפשר עכבר כדי להתאושש על כרית מים החמה במחזור.
4. הסר את endotracheצינור אל לאחר אישור שיש לו את העכבר נשימה יציבה.
5. הזרק Meloxicam (5 מ"ג / קילוגרם, הזרקה תת עורית (SC), במשך 3 ימים כמשכך כאבים שלאחר ניתוח.
6. לפקח על התנועות של העכבר בזהירות במינימום של 15 דקות במרווחים עד שהוא sternal (הצליח לגלגל על ​​הבטן שלה ולהישאר זקוף) ומודע.
7. לאחר התאוששות, להחזיר את העכבר לכלוב חדש מבודד מעכברים ללא ניתוח.
8. לפקח על האתר כירורגית לסימני זיהום (אדמומיות, נפיחות, הפרשות), פונקציות הביולוגיות הבסיסיות של בעלי החיים (צריכת מזון ומים, הטלת שתן, עשיית הצרכים, עלייה במשקל גוף), כמו גם סימנים קליניים של מצוקה (piloerection, תנועה מופחתת) יומי הבאים הליך כירורגי.

5. קציר הריאות

1. 7-30 ימים לאחר ההשתלה, להרדים את העכבר באמצעות CO ₂ דרך המקור של גז דחוס.
2. עושה חתך בין הקצה של תהליך xyphoid וsternalחריץ (sternotomy חציון) וכל ריאות קציר עם ג'ל המושתל לניתוח היסטולוגית וביוכימיים על ידי חיתוך קנה הנשימה ולנתח את כל החיבורים ללב, הריאות, ואת קנה הנשימה.
3. תקן ג'ל המושתל עם ריאות עם 4% פתרון paraformaldehyde הלילה ב 4 מעלות צלזיוס, להטביע במתחם אוקטובר, ולקחת את חלקי צעד סידוריים של 30 מיקרומטר עובי.
4. בצע היסטולוגית (hematoxylin והכתים eosin) וניתוחי immunohistochemical (סמן אנדותל: CD31, סמן אפיתל: aquaporin (AQP) 5 ופעיל שטח חלבון (-B) SP) באמצעות מיקרוסקופ confocal ^22,37,40.
5. לקמפל ערימות של חלקים אופטיים (30 מיקרומטר עבים) כדי ליצור תמונות תלת-ממדיות של אנדותל ריאות ותאי האפיתל באמצעות תוכנת ניתוח תמונת 3D ^37.
6. לכמת אזורים צפויים של כלי דם חדש שנוצרו באמצעות תוכנת ניתוח תמונה ^46.

כדי לבחון האם היווצרות כלי דם המופק מריאת המארח סכמה בתוך ביו-החומרים מושתלים על הריאות, ג'לים הפיברין בתוספת VEGF הגדול angiogenic גורמים וbFGF (0, 10 ו -100 ng / ml כל אחד) היו מושתלים על פני השטח של ריאות עכבר חיים כ דיווח על שימוש ^ב-22 Matrigel. ג'לים הפיברין ⁴⁷ המכילים גורמי גדילת angiogenic אלה היו מפוברקים כפי שמוצגים באיור 1 א. לאחר פתיחת בית החזה, באזור קטן של פני השטח הריאה השמאלי גרד באמצעות מלקחיים וג'ל הפיברין המפוברק הושתל על הריאות של העכבר הבוגר תוך שימוש בכמות קטנה של דבק הפיברין, שהוא ה- FDA אישר שימוש נרחב כחומר איטום אפקטיבי להפסקת הדלפות ואוויר להפחית את הדימום בניתוח ריאות ^48,49 (איור 1). רוב העכברים התאוששו ללא תסמינים חמורים בדרכי הנשימה (למשל, pneumothorax, מצוקה נשימתית). שבעה ימים לאחר ההשתלה, עכברים מורדמים וריאות היו הארוויsted. ג'ל הפיברין מושתל שולב ריאות מארח 7 ימים לאחר ההשתלה (איור 1 ג '). שחזור 3D של תמונות הקרינה confocal הראה כי תאי שמקורם מארח CD31 החיובי אנדותל יצרו רשתות כלי דם בתוך ג'לי 7 ימים לאחר ההשתלה בVEGF / דרך תלוית מינון bFGF (איור 2 א, ג). אני תאי סוג (AQP5 החיובי) והסוג השני (SP-B חיובי) ריאה אפיתל גם גויסו לאורך כלי דם חדש שנוצרו בתוך ג'לי שנוספו עם ריכוזים גבוהים יותר של VEGF וbFGF (כל 100 ng / ml) (איור 2 א) . צביעת H & E של סעיפים היסטולוגית גילתה כי סוגים אחרים של תאי מארח גם היגרו ל- 7 הימים ג'ל לאחר ההשתלה (איור 2b). ממצאים אלה מצביעים על כך שרשתות כלי דם משובי המופק מריאת מארח בנויות בהצלחה בתוך ג'לי הפיברין שהם השלימו עם גורמי angiogenic ומושתל על פני השטח של mou הבוגרse ריאות.

איור 1:. (א) ג'ל פיברין הכין לפני ההשתלה (ב) ג'ל פיברין מושתל על הצדר הקרביים המגורד של הריאה השמאלית (ראשי חץ) (ג) מושתל ג'ל הפיברין (ראשי חץ) שולב ריאות מארח 7 ימים לאחר ההשתלה.. ברים בקנה מידה של 1 מ"מ.

איור 2: (א) micrographs הקרינה מראה היווצרות של רשתות כלי דם (חיובי CD31; ירוק) וסוג גייסתי (AQP5 חיובית; מג'נטה) או סוג II (SP-B חיובי; מג'נטה) תאי האפיתל ריאות בתוך הג'ל הפיברין בתוספת ריכוזים שונים של VEGF וbFGF (0, 10 ו -100 ng / ml כל אחד) 7 ​​ימים לאחר ההשתלה. קווים מקווקווים מציינים את הממשק בין ג'ל הפיברין מושתל ריאות ומארח. בר סולם:. 20 מיקרומטר (ב) מיקרוסקופ אור של צביעת H & E מראה חדירה של תאי מארח לתוך הג'ל הפיברין 7 ימים לאחר ההשתלה. חצים מצביעים על הממשק בין ג'ל וריאות מארח. בר סולם: 20 מיקרומטר גרף (ג) מראה אזורים צפויים של כלי דם חדש שנוצרו בג'לים הפיברין שהם השלימו עם ריכוזים שונים של VEGF וbFGF (0, 10 ו -100 ng / ml כל אחד) 7 ימים לאחר ההשתלה..

מאמר זה מציג שיטה חדשה להשתלה בביו-חומרים על פני השטח הריאות של חיים עכבר בוגר. עם מערכת זו, אנגיוגנזה נגזרת-ריאה המארח סכמה בהצלחה בתוך החומר. מערכת זו מאפשרת לחוקרים לחקור crosstalk בין תאי אנדותל, תאים אחרים (לדוגמא, תאי אפיתל, תאי mesenchymal, תאי מערכת חיסון) ורכיבי ECM שונים הנדרשים לאנגיוגנזה המקומית ^50-53 והתחדשות alveolar ^24,54. למרות שההשתלה תת עורית הידרוג'ל הקונבנציונלית in vivo כבר בשימוש נרחב למחקר אנגיוגנזה ^37-39, שיטות אלה לא לשחזר אנגיוגנזה איבר ספציפי. מערכת זו, שבה הידרוג'ל מושתל ישירות על פני השטח הריאה, תאפשר לחוקרים לחקור את התפקידים של מייקרו-סביבת הריאות ספציפיות באנגיוגנזה והתחדשות alveolar בריאות עכבר בוגרות. יכול להיות מפוברק ג'לי אלה מbiomate ECM-עשיר השוניםריאל (למשל, collagens, fibrins) שניתן להשלים עם גורמים שונים כימיים (למשל גורמים, angiogenic, גורמי גדילה) ^55,56, ותאים ו / או תאי iPS. בנוסף לגורמים כימיים, כוחות מכאניים גם לשלוט אנגיוגנזה ^23,37. הנוקשות של שינויי ג'ל הפיברין באופן פיברינוגן ריכוז תלוי ⁵⁷ ומניפולציה של ריכוז פיברינוגן עשוי להשפיע אנגיוגנזה לא רק באמצעות אותות כימיים אלא גם באמצעות רמזים פיזיים ^58,59. לכן, מאפייני physicochemical של ג'לים הפיברין ייתכן שיצטרכו להיות מותאמים בקפידה לשחזר אנגיוגנזה איבר ספציפי פיזיולוגית בעתיד. ריפוי פצעים לאחר גירוד הצדר הקרביים גם מייצר קריש הפיברין אנדוגני, הכולל סוגים שונים של תאי מארח ומקדם את תהליך הריפוי והתחדשות רקמות. קריש טבעי זה עלול ליצור אינטראקציה עם ג'ל הפיברין המושתל אקסוגני, ומכאן לשלוט angioבראשית בג'ל המושתל. Fluorescently פיברינוגן שכותרתו עשוי לאפשר לחוקרים להבחין בין קריש הפיברין הטבעי וג'ל הפיברין המושתל ולחקור מנגנונים אלה. למרות זאת הוא שיטה חזקה לאפיין אנגיוגנזה בריאות עכבר בוגרות, יישום לחקר התפתחות ריאות ומחלות בעכברים בילוד היית אתגרים טכניים סביר הווה.

המטרה הסופית של מחקר זה היא לגייס כלי דם פונקציונליים לג'לים הפיברין מושתל על ריאות חולות ולהשתמש במטריצה ​​כמכשיר רפואי כדי לשחזר מבני ריאה פונקציונליים. תקשורת אפשרית בין תאי מארח וכלי הדם ומבני alveolar בתוך ג'לי, כמו גם הפונקציונליות של מבנים אלה יש לבחון בניסויים עתידיים. מאז רמות VEGF בריאות ירד בחולים עם הפרעת אישיות גבולית ⁶⁰ ונפחת ^61, הוספת VEGF למטריצה ​​עשויה לשפר את הגיוס של כלי דם לתוך impl המטריצהanted על ריאות החולות אלה. תכונות מכאניות שונות גם בין ריאות בריאים וחולה ^23,62. לדוגמא, ביטוי של metalloproteinases המטריצה ​​ומונואמין lysyl, השולט השפלה וcrosslinking של collagens, בהתאמה, הם שינו במחלות ריאה שונות, כולל COPD ופיברוזיס ריאתי ^63-67. בריאות חולות, שושלות מסוימות של אבות לאנדותל ריאות ותאי האפיתל מתרוקנים ^68. לפיכך, המניפולציה גורמים אלה (גורמי angiogenic, ECMS, ECM נוקשות) או השתלת ג'לי הפיברין בתוספת תאי אב ⁶⁹ צפוי להוביל להיווצרות של כלי דם פונקציונליים בתוך המטריצה ​​וההתאוששות של תפקוד ריאות במצבים פתולוגיים שונים. מאז ניתן להשלים גורמים כימיים בתוך ג'לי הפיברין לווסת אנגיוגנזה המקומית, מערכת זו יכולה גם להיות מנוצלת לחקור רמזים סביבתיים ספציפיים שעשויות לנרמל ריאות חולות במחלות ריאה כרוניות.

לסיכום, מאמר זה מציג שיטה להשתלת הידרוג'ל הפיברין על פני השטח הריאות של עכבר חי, המאפשר לחוקרים לאפיין אנגיוגנזה ריאות ספציפיות in vivo. שינוי של גורמים שונים (לדוגמא, במהלך זמן, ריכוזים ושילובים של גורמי angiogenic, סוגים שונים של הידרוג'ל, מאפייני physicochemical של הידרוג'ל) במערכת זו, יחשוף את המנגנונים של אנגיוגנזה והתחדשות בריאות. כך, מערכת זו באופן משמעותי לקדם ביולוגיה של כלי דם בסיסית, הנדסת רקמות ידע מדעי, כמו גם רפואת ריאות.

The authors declare that they have no competing financial interests.

עבודה זו נתמכה על ידי קרנות מאיגוד לב אמריקאי (בבוקר), משרד הגנה האמריקאי (BC074986), ובית החולים הפקולטה פיתוח הקריירה המלגה לילדים בבוסטון (TM, בבוקר). המחברים מודים אמנדה ג'יאנג ואליזבת ג'יאנג לקבלת סיוע טכני.