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血管再生(angiogenesis)即新血管的形成,参与许多生理和病理过程。早在20世纪70年代初, Folkman首先提出肿瘤生长和转移都依赖于新生血管的形成,因而抑制血管生成可能是抗肿瘤生长和转移的有效途径。电场作为一个重要的信号,已被证明能够诱导血管内皮细胞定向迁移、影响内皮细胞的增殖以及重新定向排列,这对血管构建和血管的延伸方向具有重要的意义,并且该过程中细胞能优先感知电信号。因此若能通过电场刺激改变血管生长方向,来阻断血管为肿瘤提供的营养和氧气,最终抑制肿瘤的生长和转移,这将为不依赖药物的抗肿瘤研究提供一个参考依据和新的视角。为建立实验模型,我们以小鼠主动脉环为研究对象,分析不同培养条件对小鼠主动脉环微血管样结构生成的影响,确定小鼠主动脉环培养的最适宜条件,进而建立小鼠主动脉环模型。并以此模型研究外源性微直流电场(exogenousmicro-DC electric fields)对小鼠主动脉环模型中细胞的迁移特征和微血管样结构的影响。获得的实验结果如下:①成功构建小鼠主动脉环模型实验通过使用EGM、RPMI-1640、DMEM和MCDB-131四种培养基培养新鲜分离的小鼠主动脉环,观察并比较小鼠主动脉环微血管样结构生长情况。结果表明:培养于EGM培养基中的小鼠主动脉环在第3天开始出芽,细胞从血管环表面呈放射状向四周延伸;多个细胞首尾相接使出芽伸长或出现分支,即微血管样结构;几个芽间交织成网状结构,随后开始衰退。而培养于RPMI-1640、DMEM和MCDB-131三种培养基的小鼠主动脉环出芽时间在第4天,生长过程中出现的大部分是散乱的细胞或排列成的短小枝状结构,较难聚焦拍照。基于研究需求选择EGM培养基,建立小鼠主动脉环模型。②外源微直流电刺激指导血管细胞的定向迁移实验通过对细胞施加不同强度的电场(0、200mV/mm、300mV/mm)来分析细胞的迁移特征。结果表明:在电场作用下,细胞朝向阳极方向迁移,且细胞具有随电压增大而增加的趋电性,主要表现为:0mV/mm、200mV/mm、300mV/mm电场刺激下的细胞位移速度(Displacement speed)分别是0.746±0.034μm/min、1.213±0.036μm/min、1.355±0.034μm/min;趋电方向性(Directedness)分别是0.06±0.06、0.628±0.036、0.708±0.029;细胞运动持续性(Persistency)分别是0.517±0.021、0.726±0.012、0.772±0.01。③外源微直流电刺激指导微血管样结构的定向生长实验通过对小鼠主动脉环新生的微血管样结构施加200mV/mm的电场来分析微血管样结构的生长情况,包括微血管样结构偏转的角度和伸缩的长度。结果表明:外源微直流电刺激可引起微血管样结构朝向阳极发生偏转。200mV/mm电场刺激下,微血管样结构在2h后的朝向阳极偏转的角度为6.736±2.264°;4h后的净偏转角度为8.86±2.745°;6h后的净偏转角度为7.83±2.975°。此外,我们还分析了电刺激对微血管长度的影响,结果发现,外源微直流电刺激对微血管样结构长度的影响无显著差异。