基于微流控芯片的肿瘤血管特征结构的模拟及在血管生成拟态研究中的应用
发布时间：2021-11-22 05:41
肿瘤内血管及血流动力学的相关研究是血液流变学研究领域的一个重要内容。肿瘤的生长及发展过程伴随着血管生成和血管生成拟态的形成,然而肿瘤血管结构有异于正常血管,导致了异常的血流和肿瘤微环境。研究肿瘤血管结构及血流对肿瘤的生长、侵袭和转移的影响具有重要的意义。但肿瘤血管特征结构（如:多分叉、弯曲、管径狭窄和管壁破损等）对血流及其内的肿瘤细胞的运动和生长行为的影响,以及肿瘤细胞对力学因素的响应机制尚未探究清楚。临床上,通常采用影像学技术手段来检测肿瘤血管结构及其内的血液流动,但均未进行细胞层面的探究。近年来,利用微流控技术构建肿瘤血管实验模型,借助计算流体力学商业软件对肿瘤血管及血流进行数值模拟和重建,是研究肿瘤血管及血流动力学的主要技术方法。因此,在体外构建一个近似于在体环境的肿瘤血管及血流模型来研究肿瘤血管特征结构对血流和细胞行为的影响,是探究肿瘤血管结构与肿瘤细胞相互作用机制的一个简便途径。在课题组的前期研究成果上,本文设计并制备了基于微流控芯片的具有肿瘤血管特征结构的血管网络结构模型,搭建了能够模拟血液流动的体外实验平台。考察了肿瘤血管特征结构对流场及HepG2细胞运动和生长行为的影响...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
正常毛细血管网络结构（a）和肿瘤毛细血管网络结构（b）对照图
生了并不依赖于肿瘤血管生成的可用于血液灌注的血管样通道[24]，这种血管样通道被称为血管生成拟态（vasculogenic mimicry, VM）[25]。在整个过程中，并没有内皮细胞和血管生成的参与，它是由肿瘤细胞通过自身变形而形成的一种只有肿瘤细胞的血管样的通过，研究者在这种血管样的通道中检测到了红细胞，如图 1.2所示。这一发现对肿瘤生长过程中伴随肿瘤血管生成的研究做了重要的补充，为抗肿瘤治疗提供了新的理论依据和新思路，有助于解释某些恶性肿瘤高侵袭和高转移的生物学行为[26]。目前，VM 在黑素瘤，前列腺癌，神经胶质瘤，乳腺癌和卵巢癌等几种类型的侵袭性肿瘤中都有描述[27, 28]。近年来有很多研究表明，肿瘤血管生成拟态的形成是肿瘤预后不良的一个重要因素，临床检测肿瘤血管生成拟态的相关数据有利于协作判断肿瘤患者预后的效果[29-31]。Hess 等将高度侵袭性黑素瘤肿瘤细胞在三维基质上培养时，该肿瘤细胞表达了内皮细胞相关基因（例如：EphA2 和 VE-钙粘蛋白）并具有形成血管样网络的独特能力[27]。Vartanian 等还综述了 VM 中的信号分子和级联，从分子角度研究了信号通路在 VM 形成中的作用[32]。
能够用于特定的流动实验。应用实例如图2.1 b 所示。③ 多个直通道与微柱阵列构成的具有网络结构的微流控芯片。这类微流控芯片均由一个主微通、两个侧通道和两排微柱阵列组成。它们可用于多细胞三维共培养、动态实验和扩散实验等[112]。图 2.1 微流控芯片的应用实例。（a）截面为圆形的直通道中 ECs 细胞的三维培养。（b）异型微流控芯片内的流动。Fig .2.1 Microfluidic chip applications. (a) Three-dimensional culture of ECs in astraight channel with a circular section. (b) Flow in heterogeneous microfluidic chip.本文的主要研究思路是利用课题组设计的第三类微流控芯片内的复杂通道及微柱阵列来近似的模拟实体肿瘤血管的部分特征结构。表 2.1 列出了五种我们设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]肝癌的影像学研究进展[J]. 刘刚,李天然,杨立. 前沿科学. 2017(01)
[2]MRI在肝癌治疗后复发微小肝癌诊断中的临床价值[J]. 胡海东,张见增,尤金涛,董景辉,安维民. 中国医学装备. 2017(03)
[3]血液流变学的临床应用与影响因素[J]. 张雁,来锦,杨孝菊,刘莉,孙艳军. 承德医学院学报. 2016(03)
[4]肝癌循环肿瘤细胞临床应用研究进展[J]. 龙建云,訾晓渊,李静,黄亮,曹杰,严以群. 肝胆胰外科杂志. 2016(01)
[5]原发性肝癌外周血循环肿瘤细胞的检测[J]. 毕新宇,陈晓,赵宏,张业繁,鞠强,赵晓航,蔡建强. 肝癌电子杂志. 2015(03)
[6]微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建[J]. 王伟鑫,刘未平,吴斌,梁广铁,刘大渔. 分析化学. 2015(05)
[7]基于微流控芯片技术的体外微血管网络模型构建及血液动力学研究[J]. 李远,刘北忠,龚放,于超,胡礼仪. 军事医学. 2014(11)
[8]基于微流控芯片的循环肿瘤细胞的分离、检测技术[J]. 刘侃,张俊哲. 电脑知识与技术. 2014(09)
[9]仿血管通道结构在大鼠和裸鼠骨肉瘤组织微血管形成中的作用[J]. 王子凡,陈舰,梅炯. 中国肿瘤生物治疗杂志. 2012(06)
[10]迁移诱导蛋白7促进胃癌血管生成拟态[J]. 李文丽,高青. 细胞与分子免疫学杂志. 2012(11)
博士论文
[1]基于微流控芯片的肿瘤细胞三维共培养模型的建立及应用[D]. 赵毅.重庆大学 2017
[2]微流控技术脑肿瘤微环境仿生构建及初步应用[D]. 许慧.大连理工大学 2017
[3]新型微试样黏度检测装置及其在细胞生物学中的应用[D]. 邹米莎.重庆大学 2016
[4]基于体外血管网络的三维细胞微环境构建[D]. 王雪莹.武汉大学 2014
[5]肝细胞癌肿瘤血管生成及其代谢的功能MR评价[D]. 于德新.山东大学 2006
硕士论文
[1]微流控模型在抗肿瘤血管新生研究中的应用[D]. 刘黎路.大连医科大学 2015
[2]组织间隙液中肝细胞癌诊断候选标志物的发现[D]. 刘志磊.安徽医科大学 2012
本文编号：3511053
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
正常毛细血管网络结构（a）和肿瘤毛细血管网络结构（b）对照图
生了并不依赖于肿瘤血管生成的可用于血液灌注的血管样通道[24]，这种血管样通道被称为血管生成拟态（vasculogenic mimicry, VM）[25]。在整个过程中，并没有内皮细胞和血管生成的参与，它是由肿瘤细胞通过自身变形而形成的一种只有肿瘤细胞的血管样的通过，研究者在这种血管样的通道中检测到了红细胞，如图 1.2所示。这一发现对肿瘤生长过程中伴随肿瘤血管生成的研究做了重要的补充，为抗肿瘤治疗提供了新的理论依据和新思路，有助于解释某些恶性肿瘤高侵袭和高转移的生物学行为[26]。目前，VM 在黑素瘤，前列腺癌，神经胶质瘤，乳腺癌和卵巢癌等几种类型的侵袭性肿瘤中都有描述[27, 28]。近年来有很多研究表明，肿瘤血管生成拟态的形成是肿瘤预后不良的一个重要因素，临床检测肿瘤血管生成拟态的相关数据有利于协作判断肿瘤患者预后的效果[29-31]。Hess 等将高度侵袭性黑素瘤肿瘤细胞在三维基质上培养时，该肿瘤细胞表达了内皮细胞相关基因（例如：EphA2 和 VE-钙粘蛋白）并具有形成血管样网络的独特能力[27]。Vartanian 等还综述了 VM 中的信号分子和级联，从分子角度研究了信号通路在 VM 形成中的作用[32]。
能够用于特定的流动实验。应用实例如图2.1 b 所示。③ 多个直通道与微柱阵列构成的具有网络结构的微流控芯片。这类微流控芯片均由一个主微通、两个侧通道和两排微柱阵列组成。它们可用于多细胞三维共培养、动态实验和扩散实验等[112]。图 2.1 微流控芯片的应用实例。（a）截面为圆形的直通道中 ECs 细胞的三维培养。（b）异型微流控芯片内的流动。Fig .2.1 Microfluidic chip applications. (a) Three-dimensional culture of ECs in astraight channel with a circular section. (b) Flow in heterogeneous microfluidic chip.本文的主要研究思路是利用课题组设计的第三类微流控芯片内的复杂通道及微柱阵列来近似的模拟实体肿瘤血管的部分特征结构。表 2.1 列出了五种我们设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]肝癌的影像学研究进展[J]. 刘刚,李天然,杨立. 前沿科学. 2017(01)
[2]MRI在肝癌治疗后复发微小肝癌诊断中的临床价值[J]. 胡海东,张见增,尤金涛,董景辉,安维民. 中国医学装备. 2017(03)
[3]血液流变学的临床应用与影响因素[J]. 张雁,来锦,杨孝菊,刘莉,孙艳军. 承德医学院学报. 2016(03)
[4]肝癌循环肿瘤细胞临床应用研究进展[J]. 龙建云,訾晓渊,李静,黄亮,曹杰,严以群. 肝胆胰外科杂志. 2016(01)
[5]原发性肝癌外周血循环肿瘤细胞的检测[J]. 毕新宇,陈晓,赵宏,张业繁,鞠强,赵晓航,蔡建强. 肝癌电子杂志. 2015(03)
[6]微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建[J]. 王伟鑫,刘未平,吴斌,梁广铁,刘大渔. 分析化学. 2015(05)
[7]基于微流控芯片技术的体外微血管网络模型构建及血液动力学研究[J]. 李远,刘北忠,龚放,于超,胡礼仪. 军事医学. 2014(11)
[8]基于微流控芯片的循环肿瘤细胞的分离、检测技术[J]. 刘侃,张俊哲. 电脑知识与技术. 2014(09)
[9]仿血管通道结构在大鼠和裸鼠骨肉瘤组织微血管形成中的作用[J]. 王子凡,陈舰,梅炯. 中国肿瘤生物治疗杂志. 2012(06)
[10]迁移诱导蛋白7促进胃癌血管生成拟态[J]. 李文丽,高青. 细胞与分子免疫学杂志. 2012(11)
博士论文
[1]基于微流控芯片的肿瘤细胞三维共培养模型的建立及应用[D]. 赵毅.重庆大学 2017
[2]微流控技术脑肿瘤微环境仿生构建及初步应用[D]. 许慧.大连理工大学 2017
[3]新型微试样黏度检测装置及其在细胞生物学中的应用[D]. 邹米莎.重庆大学 2016
[4]基于体外血管网络的三维细胞微环境构建[D]. 王雪莹.武汉大学 2014
[5]肝细胞癌肿瘤血管生成及其代谢的功能MR评价[D]. 于德新.山东大学 2006
硕士论文
[1]微流控模型在抗肿瘤血管新生研究中的应用[D]. 刘黎路.大连医科大学 2015
[2]组织间隙液中肝细胞癌诊断候选标志物的发现[D]. 刘志磊.安徽医科大学 2012
本文编号：3511053
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