微环境对细胞的影响以及仿生学在组织工程支架中的应用.PDF

中国生物工程杂志　ＣｈｉｎａＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，３４（４）：１０１１０９ ＤＯＩ：１０．１３５２３／ｊ．ｃｂ 微环境对细胞的影响以及仿生学 在组织工程支架中的应用  张志强　黄向华 　赵林远 （河北医科大学附属第二医院　石家庄　０５００００） 摘要　微环境影响着细胞的增殖、迁移、分化以及细胞功能，细胞微环境影响细胞命运的因素包 括细胞之间相互作用、细胞与细胞外基质相互作用、可溶性信号分子以及缺氧和营养对细胞的影 响。组织工程支架的制备就是要利用仿生学原理最大程度模拟细胞微环境，从而应用于细胞行 为研究以及临床治疗。全面了解细胞微环境对细胞的影响因素是制备组织工程支架的重要条 件，而组织工程支架的研究也进一步推动了细胞微环境对细胞影响的认识。组织工程支架研究 在组织工程研究中仍具有广阔前景，新的制备工艺也在组织工程支架研究中发挥着巨大推动 作用。 关键词　微环境　细胞　仿生学　组织工程支架 中图分类号　Ｑ８１９ 　　组织工程是一门生命科学与工程学相结合的新兴 １　微环境对细胞的影响 学科。其核心内容是利用细胞和支架复合组成三维复 合体，移植到体内，暂时或永久替代损伤及缺损的组织 　　组织微环境不仅影响正常细胞的生理过程，也在 或器官。细胞的生长、分化以及功能的发挥受到来自 细胞病理过程中起着重要作用。作用的因素包括：细 原位组织中各种物理、化学因素的影响，包括细胞之 胞间、细胞与基质、可溶性信号分子、缺氧、营养等。 间、细胞与细胞外基质之间的相互作用以及温度、营 １．１　细胞与细胞的相互影响 养、细胞因子等条件的影响。细胞所处的这种组织环 　　细胞间的相互影响存在于同型和异型细胞之间。 境称为微环境。干细胞的微环境又称为干细胞 Ｎｉｃｈｅ 间质细胞是存在于功能细胞之间的一类细胞，最多的 ［１］ 是成纤维细胞。成纤维细胞可以分泌多种细胞外基质 （干细胞壁龛） ，其在干细胞的生长和功能的维持和 调节中起到重要作用。微环境对细胞增殖分化的影响 和生长因子，调节功能细胞的生长分化。研究人员发 主要有３个方面：（１）细胞与细胞的相互影响；（２）细胞 现间质细胞对上皮细胞的生长不仅起到结构支持作 与细胞外基质的相互作用影响；（３）可溶性信号分子的 用，还与上皮细胞的生长分化及功能产生影响［３６］。口 ［２］ 腔黏膜上皮和间质细胞相互作用在口腔黏膜再生过程 影响 。细胞外基质是细胞微环境的重要组成部分， ［７］ 对细胞的生长分化、基因和功能表达发挥着巨大影响。 中不可缺少 。间质细胞对前体细胞和干细胞的分化 ［８］ 细胞支架的制备要最大程度地模拟细胞微环境，以更 也发挥重要作用。张媛等 将耳蜗间质细胞与耳蜗毛 好地研究细胞的活动机制以及应用于组织工程。本文 细胞前体细胞———大上皮嵴细胞共培养，可以诱导大 ［９］ 对微环境对细胞的影响以及仿生学在组织工程支架中 上皮嵴细胞向毛细胞和支持细胞分化。张雯碧等 利 的应用作一综述，为组织工程支架研究提供参考。 用小鼠间充质干细胞（ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，