细胞外基质，是细胞赖以生存和发挥生理功能的土壤。细胞外基质的化学组成和力学性能，对调控细胞的生理状态、代谢功能有着重要作用，直接影响组织的修复和重建。在临床上，大多数需要移植人工血管的患者，存在较为严重的动脉粥样硬化症状，血液中葡萄糖、胆固醇和甘油三酯偏高，血管条件较正常人差异很大。目前，在血管组织工程材料的研究领域，大多数研究偏重于材料的化学组成和表面改性的创新，而对于材料本身的物理性质，包括物理形貌、拉伸强度、硬度等对细胞的影响尚不多见。同时，在细胞分子生物学的研究领域，大多数研究偏重于外界化学因素（药物等）对细胞生理功能的调节，而不考虑细胞培养的外界环境。因此，对细胞外基质物理特性与细胞相互关系的研究将为两个领域填补空白，具有重要的理论研究价值，也将为组织工程血管的设计改进提供参考依据。

近日，由英国威廉希尔公司官网的硕士研究生陈维聪为第一作者的文章“Matrix stiffness regulates the interactions between endothelial cells and monocytes”，以及硕士研究生田保祥为第一作者的文章“Matrix stiffness regulates SMC functions via TGF-β signaling pathway”，同时于2019年7月在Biomaterials杂志（IF=10.273）发表，通讯作者是周越副研究员。他们所在的科研团队得到了美国加州大学洛杉矶分校生物工程系李松教授的协助与指导，参加该研究工作的单位还有北京航空航天大学以及重庆大学。相关经费主要由科技部重大科学研究计划“生物材料微纳米结构特征对组织诱导的作用”（2016YFC1100202）基金支持。

陈维聪的文章阐明基底硬度可通过调节内皮细胞的microRNA表达水平，影响单核细胞的趋化和黏附，从而影响血管的炎症反应。

田保祥的文章则揭示了基底硬度通过TGF-β信号通路调节血管平滑肌细胞表型和血管外基质的重塑。

两项研究分别从不同的角度入手，探讨了材料硬度对不同血管细胞和免疫细胞的调控作用，一方面建立了较为科学的针对动脉粥样硬化的研究模型，一方面为组织工程血管的设计提供了新思路，体现了生物医学工程学科在交叉领域研究中的优势地位。

供稿部门：科研与学科办

撰稿人：黄娟娟

参考文献：

[1].   Chen W#, Tian B, Liang J, Yu S, Zhou Y*, Li S. Matrix stiffness regulates the interactions between endothelial cells and monocytes. Biomaterials. 2019 Nov;221:119362.

[2].   Tian B#, Ding X, Song Y, Chen W, Liang J, Yang L, Fan Y, Li S, Zhou Y*. Matrix stiffness regulates SMC functions via TGF-β signaling pathway. Biomaterials. 2019 Nov;221:119407.