身體里的「江河網(wǎng)絡(luò)」
什么是血管生成?
血管生成指的是從已存在的血管網(wǎng)絡(luò)中生長(zhǎng)出新血管的過程。血管生成是一個(gè)多步驟過程,通過該過程,新的毛細(xì)血管從現(xiàn)有的功能性血管開始形成。
人體血管系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)維持組織的氧氣和營(yíng)養(yǎng)供給、清除代謝廢物以及運(yùn)輸免疫細(xì)胞。越來越多的證據(jù)表明,許多疾病依賴于血管生成。病理性血管生成是多種癌癥、糖尿病視網(wǎng)膜病變、自身免疫性疾病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化、腦缺血、心血管疾病以及傷口愈合延遲的標(biāo)志性特征。

2.劃痕實(shí)驗(yàn)
主要用于檢測(cè)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移能力,這是血管萌芽的第一步。在鋪滿細(xì)胞的孔板中制造一個(gè)無細(xì)胞的“劃痕”,模擬傷口。細(xì)胞會(huì)向劃痕區(qū)域遷移直至鋪滿。通過測(cè)量劃痕閉合的速度來評(píng)估細(xì)胞遷移能力。
3.Transwell遷移/侵襲實(shí)驗(yàn)
主要用于定量分析內(nèi)皮細(xì)胞的趨化性遷移能力。使用一個(gè)具有多孔聚碳酸酯膜的上室和下室。下室中加入趨化因子(如VEGF),細(xì)胞會(huì)被誘導(dǎo)從上室穿過膜孔遷移到下室面。
4.類器官與微流控芯片:體外模型的進(jìn)化
血管類器官:利用干細(xì)胞自組織形成三維毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò),可模擬糖尿病視網(wǎng)膜病變等器官特異性血管病變。
微流控芯片:通過微通道模擬血流剪切力、組織灌注等生理?xiàng)l件,可同時(shí)研究血管與免疫細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞的交互作用。

血管研究中不同人類模型概述
2►體內(nèi)實(shí)驗(yàn)
1.Matrigel plug模型
是一種可同時(shí)定量研究血管生成及抗血管生成效應(yīng)的方法。將Matrigel、待測(cè)物質(zhì)(如促血管生成因子VEGF或抑制劑)以及肝素(穩(wěn)定VEGF)混合,注射到小鼠皮下,Matrigel會(huì)迅速凝固成栓子。宿主的內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)遷移并長(zhǎng)入栓子內(nèi)部形成功能性的血管網(wǎng)絡(luò)。
2.角膜血管生成實(shí)驗(yàn)
是研究體內(nèi)血管生成的理想模型,因?yàn)榻悄け旧頍o血管,任何新生的血管都清晰可見。無血管背景的透明角膜提供天然的“觀察窗口”,同時(shí)結(jié)合熒光標(biāo)記可實(shí)時(shí)追蹤血管生長(zhǎng)路徑。因此可通過測(cè)量血管滲透面積或采用熒光技術(shù)定量評(píng)估血管化程度,能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血管形成進(jìn)程、無現(xiàn)有背景血管干擾。
科學(xué)家如何觀察血管生成?
活細(xì)胞成像技術(shù)讓這一動(dòng)態(tài)過程無處遁形
從“靜態(tài)快照”到“動(dòng)態(tài)電影”——揭示全過程

JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)可直接置于培養(yǎng)箱,通過自動(dòng)掃描、自動(dòng)對(duì)焦和三色熒光功能實(shí)時(shí)獲取血管生成實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞的延時(shí)圖像與視頻,實(shí)現(xiàn)對(duì)血管生成過程的精確監(jiān)控和分析,縮減人工操作,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性與成功率。
從胚胎發(fā)育到疾病治療,血管生成既是生命之源,也是醫(yī)學(xué)之靶。隨著類器官和活細(xì)胞成像技術(shù)的進(jìn)步,人類正逐步揭開血管生成的“建設(shè)藍(lán)圖”,為疾病治療和再生醫(yī)學(xué)打開新大門。未來,精準(zhǔn)調(diào)控血管生成或?qū)⒊蔀?strong>對(duì)抗癌癥、神經(jīng)退行性疾病等重大挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。
參考文獻(xiàn):
1. La Mendola D, Trincavelli ML, Martini C. Angiogenesis in Disease. Int J Mol Sci. 2022 Sep 19;23(18):10962.
2. Salewskij K, Penninger JM. Blood Vessel Organoids for Development and Disease. Circ Res. 2023 Feb 17;132(4):498-510.
3. Lee H, Kang KT. Advanced tube formation assay using human endothelial colony forming cells for in vitro evaluation of angiogenesis. Korean J Physiol Pharmacol. 2018 Nov;22(6):705-712.