DOI: 10.1039/c9bm01005j
生物材料越来越多地用于原位血管组织工程，其中将可吸收纤维支架植入为临时载体以局部启动血管再生。植入后，巨噬细胞会渗入并开始降解支架，同时通过旁分泌因子的分泌来驱动愈合级联反应，这些旁分泌因子可以指导组织生成细胞的行为。必须始终保持新组织形成与支架降解之间的平衡，以确保移植物的功能。然而，移植物持续暴露于血液动力学负荷下，这可能以迄今未知的方式影响巨噬细胞的反应，从而改变这种微妙的平衡。在此，研究者旨在阐明生理水平的剪切应力和循环拉伸对生物材料激活的巨噬细胞的影响，包括极化、支架降解和传导至组织生成细胞(即（肌）成纤维细胞)的旁分泌信号。将人类THP-1衍生的巨噬细胞接种到电纺聚己内酯双脲支架中，并暴露于剪切应力（〜1 Pa）、循环拉伸（〜1.04）或其组合下8天。结果表明，巨噬细胞极化明显取决于所应用的特定负载方式。血液动力学负荷降低了巨噬细胞的降解活性，尤其是在循环拉伸的条件下。巨噬细胞的活化在暴露于剪切应力时得以增强，促炎和抗炎细胞因子的上调可以证明这一点。暴露于这些动态培养的巨噬细胞的上清液中，可以放大（肌）成纤维细胞中与组织形成和重塑相关的基因表达。这些结果强调了巨噬细胞机械反应在生物材料驱动的血管再生中的重要性。
图1第8天无细胞支架的支架特性。无细胞实验的研究设计布置图（A）；显示不同实验组纤维形态和纤维蛋白残留的扫描电镜图像（B）；与未处理对照组相比，每个实验组的代表性DSC曲线（按任意顺序）（C）。
图2培养8天后巨噬细胞数量、形态及增殖状态。研究设计布局（A）；第8天每个实验组的DNA含量（每组n=5或6）归一化至构建体质量（*p<0.05）（B）；显示静态和动态培养巨噬细胞的细胞形态的代表性扫描电镜图像（C）；显示巨噬细胞增殖的Ki67和DAPI染色的代表性图像（全胚胎染色，覆盖z-stack±25μm，蓝色=DAPI；白色=Ki67）（D）。
图3第8天静态和动态培养巨噬细胞的基因表达谱。箱线图表示用于表型相关基因选择的相对基因表达的倍数变化。点代表一个统计异常值（A）；图中显示了与静态培养对照组相比，泛巨噬细胞标志物CD68、促炎和抗炎标志物以及与生长和重塑（G&R）相关的标志物的相对基因表达的倍数变化。圆点和阴影区域分别表示第50和第25-75百分位（B）。*p<0.05；**p<0.01；**p<0.001。每组n≥5。#每组n≥2。
图4第8天静态和动态培养巨噬细胞的蛋白质分泌情况。箱线图显示蛋白质选择的分泌水平。点代表一个统计异常值（A）；相对于促炎、抗炎、生长、和重塑蛋白的平均分泌物的相对分泌水平（蛋白质水平根据每组平均DNA含量进行校正）。圆点和阴影区域分别表示第50和第25-75百分位（B）；根据IL-6、TNF-α、MCP-1（促炎）和IL-10、IL-13、MMP-9（抗炎）的细胞因子分泌水平计算出M1/M2比值（C）。*p<0.05；**p<0.01，**p<0.001。每个时间点每组n≥5。有关第4天和第8天的未校正数据，请参见ESI图S5†。
图5巨噬细胞驱动的生物材料降解。培养8天后脱细胞样品的代表性SEM图像（A）；计算的总质量吸收和质量吸收的平均百分比归一化为DNA含量，每组n≥3；氧化和酶降解标志物，包括丙二醛（MDA）的存在，作为氧化降解的间接度量，第8天氧化基因NOX-2（ROS生成NADPH氧化酶2复合物）、NFKB1（参与氧化应激的蛋白质复合物）或LIPA（溶酶体脂肪酶）（与CYC-1相比）的表达。*p<0.05，每个时间点每组n≥5。
图6第8天HVSC基因表达谱。箱形图显示（肌）成纤维细胞表型标志物的相对表达的倍数变化（A）；以及与新鲜培养基（对照）中培养的（肌）成纤维细胞样品相比，与胶原、GAGs/蛋白聚糖和弹性基质沉积或基质重塑（C）相关的标志物；与对照组相比，与胶原基质、GAGs/蛋白聚糖和弹性基质形成相关的基因（极性图的左侧）以及与重塑和细胞因子分泌相关的标志物（极性图的右侧）的基因表达的倍数变化。圆点和阴影区域分别表示第50和25-75百分位（B）。*p<0.05；**p<0.01。每组n≥5。
