惊!芯片上的血管

1.png

据悉,东京大学的研究团队开发了一种小型芯片装置——芯片上的血管,用于研究血管的新生以及用于开发靶向血管新生的药物,从而能够抑制肿瘤附近的血管新生以抑制癌症,可在很大程度上模拟体内某些内环境,用于药物的测试和开发,减少动物实验的应用。

这款小型芯片装置很好地模拟了由血管新生成因子——VEGF- A 所触发的从原始血管中产生的血管新生。团队成员Yukiko Matsunaga博士解释道:“出芽式血管新生的生物化学已经得到了很好的解读。现在所欠缺的是一个好的系统,用来研究靶向血管新生有效的药物。”

2.png

芯片上VEGF 诱导的血管新生的概念图

在脊椎动物中,VEGF 共包含VEGF-ABCD 以及胎盘生长因子(PIGF)等5个亚型。这些因子通过激活特定的酪氨酸激酶 VEGF 受体(VEGF-R)来激活信号,进而在血管和淋巴脉管系统的构建和维护中起到至关重要的作用。

3.png

利用芯片制备体外人微血管

为了在体外芯片中模拟体内某些内环境,研究人员将一根单一的血管埋入凝胶中置于一块芯片上,通过细针向凝胶中添加血管内皮细胞。当向环境中添加 VEGF- A 后,通过显微镜,研究人员可以观察到新的毛细血管从原有的血管中“发芽”。

4.png

用显微镜观察到血管的新生

Yukiko Matsunaga博士表示,为进一步验证这款装置的生物相关性,在制造微血管之前,通过RNA沉默对其进行了修饰,靶向的是关键的DLL4基因。历经10天,他们发现:没有经过修饰的系统中,原始血管边缘清晰且在有 VEGF 存在的条件下可以观察到新生的血管发芽;而经过修饰的系统中,血管的边缘不清晰,不能够形成稳定的血管,且在 VEGF 存在的条件下,发生了类似迁移的行为,有一些类似新生“萌芽”可以被观察到。

5.png

敲除 DLL4 将影响血管的新生和稳定性

为验证这款芯片模型能否如同体内环境,他们向芯片中添加了sorafenibsunitinib抗肿瘤药物。Yukiko Matsunaga博士介绍道:“向芯片中添加抗肿瘤药物 sorafenib sunitinib的过程中,我们观察到血管新生的抑制现象。”

7.png

向芯片中添加抗肿瘤药物 sorafenib  sunitinib,出现血管新生的抑制现象

可见,芯片上的血管极可能为科学家们提供一种简单的方法来测试新的血管生成抑制药物,从而替代动物实验,进而实现更快速、更简便、更低成本地完成新药测试。

 

综合材料自医械世界-好医生医械世界EBioMedicine