附属儿童医学中心心脏中心在组织工程气道构建所需软骨研究领域获得突破性进展
2021-09-02 浏览( 来源:上海儿童医学中心 
 撰稿:
 摄影:

近日,国际权威杂志《Advanced Science》在线发表国家儿童医学中心(上海)、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心心脏中心李奋和张浩团队最新研究成果“An avascular niche created by axitinib-loaded PCL/collagen nanofibrous membrane stabilized subcutaneous chondrogenesis of mesenchymal stromal cells(载Axitinib的PCL/胶原纳米纤维膜通过创造一个无血管化的微环境维持间充质干细胞诱导来源的软骨组织在皮下环境中的稳定性)”。

先天性气管狭窄是一种罕见的气道阻塞性疾病,在先天性心脏病(先心病)患儿中并不少见,约占先心病患儿的1.5%左右。这些患儿早期出现反复呼吸道感染、呼吸窘迫、严重低氧血症等,严重威胁患儿生命。气管是由外层透明软骨组织、中层富含血供的结缔组织以及内层上皮组织等构成的扁圆形开放管腔,其中,外层软骨组织主要起支撑作用,以防止因呼吸运动使气管内外压强改变而引起气管塌陷或闭塞。由于气管结构的复杂性,其对外科手术治疗提出了巨大的挑战。若能在体外构建出与正常气管软骨具有相似结构和功能的软骨组织,再通过手术移植替代狭窄段气管,则有可能为长段气管狭窄的治疗提供新的解决方案。

然而,气管软骨是一种皮下环境中的软骨组织,与关节软骨缺损的修复不同,皮下环境中软骨缺损的修复一直是国际性难题,其主要困境在于:将具有临床应用前景的干细胞(如骨髓间充质干细胞)构建的软骨组织植入关节微环境时,很容易形成稳定的软骨组织,但是植入皮下微环境时,却很容易骨化或纤维化从而丧失软骨的表型和功能。其主要原因是皮下环境血管丰富,分化而来的软骨组织难以抵抗血管的入侵进而发生骨化,但是目前尚无很好的解决办法。

为此,附属儿童医学中心心脏中心李奋和张浩团队通过静电纺丝技术设计了一种载Axitinib的胶原/PCL纳米纤维膜,该膜能够在体内局部缓慢而持续地释放一种抗血管化药物-Axitinib,从而为干细胞诱导分化而来的软骨组织在植入皮下时创造一个类似于关节腔一样的无血管化微环境,维持其软骨组织表型的稳定。研究人员首次通过材料学的方法,对细胞生活的微环境进行改造,通过静电纺丝技术设计制备了一种新型抗血管化纳米纤维膜,该膜能够在体内局部缓慢而持续地释放一种抗血管化药物-Axitinib,将骨髓间充质干细胞诱导而来的软骨组织用该膜包裹后,能够在软骨组织周围形成一个抑制血管化的微环境,保护干细胞诱导分化而来的软骨细胞在未成熟阶段免遭血管的侵蚀;并且随着外源性抗血管化物质Axitinib的完全释放,新生的软骨组织能够在皮下环境中逐渐成熟并自身分泌足够的抗血管化物质,从而维持其长期的稳定。最后,研究人员对纳米纤维膜包裹的软骨组织进行转录组学测序,结果表明:持续释放Axitinib的纳米纤维膜在皮下环境中能够创造一个无血管、低氧、低免疫反应的微环境,在这个微环境中Timp 1的表达明显升高,而基质金属酶的活性则显著受到抑制,提示TIMP1在此过程中扮演了一个关键角色并有可能成为一个新的治疗靶点。

阿西替尼(Axitinib)是由国际著名药企上市的新一代抗肿瘤药物,可选择性地抑制血管内皮生长因子受体的活性,从而减少血管的生成。静电纺丝技术所制备的纳米纤维膜不仅具有类似于天然细胞外基质的仿生结构,而且还具有高的比表面积和孔隙率,能够将Axitinib均匀地装载到支架材料上,并在局部环境中持续缓慢地释放,避免全身给药或者多次给药对机体产生副作用及不良反应。

该研究为先心病合并先天性长段气管狭窄患儿的手术治疗提供了新的思路,同时为其它无血管组织如角膜,肌腱的再生提供了线索,也为关节炎的治疗以及肿瘤切除后的局部治疗提供了研究思路。



 

学院快讯

  护理学院开展突发公共卫生事件应急处置“…
  全球健康学院在线举办“全球挑战计划”项…
  平战结合下的院感建设与发展学术会议暨“…
  上海交通大学公共卫生学院教育思想大讨论…
  基础医学院解生系举行“破五唯原创探索项…

科研动态

  附属儿童医学中心心脏中心在组织工程气道…
  附属儿童医学中心心胸外科郑景浩团队发表…
  附属第九人民医院内分泌科陆颖理团队在国…
  附属儿童医学中心周斌兵课题组最新研究成…
  《自然》杂志发表附属仁济医院重磅研究成…

菁菁校园

  医学院2020级临八五班班导师活动顺利开展
  医学院2020级临五五班班导师活动顺利展开
  上海交通大学医学院闵行本科生第十四次学…
  医学院2019级临五四班参与“医生初体验”…
  医学院2019级临五三班顺利举行“科研交流…

媒体聚焦

  【科学网】利用单细胞测序技术解析胆囊癌…
  【青年报】丝滑笔触,完美阴影,还有逼真…
  【科学网】科学家解析胆囊癌单细胞图谱
  【中国日报】青春逢盛世 奋斗正当时 上海…
  【科学网】上海交通大学医学院举行毕业典礼
欢迎来到上海交通大学医学院新闻网! 我要投稿
 
 
进入编辑状态