"组织工程化"模型探讨剪切力诱导心脏瓣膜钙化的机制研究

利用组织工程学原理和手段建立疾病模型，揭示疾病发生发展规律，近来已成为国外研究热点。心脏瓣膜钙化是严重危害人类健康的心血管系统常见病、多发病。已证实：瓣膜钙化不单纯是钙盐的被动沉积，而是一种由细胞和信号蛋白介导的主动性调控过程；以剪切力为代表的应力异常是诱发瓣膜钙化的重要因素，但至今其细胞和分子水平具体机制不明，Notch信号通路与瓣膜间质细胞、内皮细胞相互作用可能在此过程中发挥重要作用。本项目拟采用复合支架材料构建"组织工程化"模型，利用生物反应器控制剪切力刺激，体外模拟钙化始动因素，借助PEG水凝胶实现人类瓣膜细胞三维共培养，描绘剪切力-Notch信号通路和瓣膜间质细胞、内皮细胞-钙化的连续性过程，为阐明瓣膜独特的剪切力响应规律及提高瓣膜钙化防治效果，提供坚实理论基础。

心脏瓣膜钙化是心血管系统常见病，在中国人群中发病率尤高，严重危害人民健康。但这一病理过程的发病机制甚不明确。本项目通过使用组织工程学原理和技术，在PEG交联去细胞瓣膜支架上应用PEG水凝胶负载人来源瓣膜细胞成分，构建获得“组织工程化”人瓣膜模型，通过生物反应器模拟在体环境下剪切力刺激作用这一主要的钙化始动因素，诱导瓣膜模型钙化发生发展过程，并在基因、蛋白水平检测TGF-beta1信号通路在此病理过程中所起具体作用。最终较为明确的描绘出剪切力- TGF-beta1/BMP2信号通路和瓣膜间质细胞、内皮细胞-钙化的连续性过程，为阐明瓣膜独特的剪切力响应规律及提高瓣膜钙化防治效果，提供坚实理论基础。