[发明专利]生成可灌注微血管系统的方法

说明书

关于联邦政府赞助研究的声明

本发明受政府的支持，是在美国国立卫生研究院国家心脏、肺和血液研究所授予的基金号为1R21 HL081152-01的基金的支持下完成的。美国政府在本发明中具有一定的权利。

相关申请

本申请是Neumann于2006年03月24日提交的标题为“生成可灌注微血管系统的方法”的共同未决申请U.S.11388920的部分系列申请，并在此基础上要求了优先权。Neumann的申请U.S.11388920被引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及用于研究生理的和病理的血管生长以及响应促血管生成因子或抗血管生成因子的血管生长的方法。

背景技术

在正常的血管生长的过程中(例如，月经周期、胎盘形成、发胖、创伤愈合、炎症)，新血管的生成是被调控的并最终停止。值得关注的是，血管生长失去调控是病理学上的一个关键因素。例如，肿瘤的生长、糖尿病性视网膜病变、关节炎和牛皮癣涉及直接促成病理状态的血管过度增殖。相反，作为老年个体的特征，血管生长的削弱危害了创伤愈合以及由损伤或疾病导致的缺血组织的血管再生(revascularization)。因此，对指导组装新血管的机制以及启动和终止血管生长的过程的理解，是控制疾病中的血管形成的策略发展的核心。

在新血管的生长过程中(血管生成(angiogenesis))，萌芽(sprout)源自血管内皮细胞，该血管内皮细胞排列成毛细血管和后毛细血管(postcapillary)的内腔(lument)-血管系统的最小分枝。血管生成是一个复杂的、多步骤的过程。尽管公开了数以千计的关于血管生成的研究，但是，对介导和调控血管生成的生长和形态发生的细胞机制了解甚少。

由于大部分组织的不透明性，很难在体内实时地观察血管生成萌芽态的具体情况。很难在三维空间重建组织切片，且无法与血管生长的动态性质相联系。此外，很难在组织切片中发现接近血管生成萌芽的尖端的区域(控制血管侵入(vascular invasion)和形态发生的关键区域)。为了克服传统组织学的局限性，开发出了多种体内的和体外的血管生成“模型”。

体内的血管生成模型：为了克服活体组织的不透明性，研究者通过活体动物体内的“窗口”或专门的观察腔来观察血管生成，所述动物体内的“窗口”包括两栖类幼虫的天然透明的尾(Clark and Clark 1939)，所述专门的观察腔可以植入到兔的耳朵(Clark and Clark 1939)、小鼠的皮肤(Algire，Chalkley et al，1945)和仓鼠的颊囊(cheek pouches)(Greenblatt and Shubi1968)中，或者由兔角膜囊袋(Gimbrone，Cotran et al.1974)或鸡胚绒毛尿囊膜(Ausprunk，Knighton et al.1974)发展而来。从这些早期的、大量描述性的研究中，得出了对肿瘤诱导的血管化学趋向性的中心范例的验证，以及能促进血管生长的可扩散的肿瘤衍生分子的相关发现。体内血管生成的新实验，检测了血管向聚合海绵体或皮下植入至啮齿动物的凝胶基底膜蛋白栓塞中的向内生长(Passaniti Taylor et al.1992；Andrade，Machado et al.1997；Akhtar，Dickerson et al.2002；Koike，Vernon et al.2003)。由于下述原因，体内的方法难以实施：(1)动物之间血管生成反应的种内变异；(2)缺乏从一个物种到另一个物种的结果转译；(3)购买和饲养动物的花费高；(4)公众不赞成以研究为目的使用动物；以及(5)在动物手术和可视化方面以及结果的评估上遇到的复杂性。