三维血管微环境揭示TGF-β2驱动的血管重塑过程中内皮细胞的可塑性

肿瘤微环境在肿瘤发生发展中发挥着关键作用，其中包含内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞以及转化生长因子-β（TGF-β）家族等可溶性因子。TGF-β家族调控细胞发育，并促进肿瘤侵袭、转移、血管生成以及内皮-间质转化（EndoMT）。在本研究中，我们利用微流控装置中的三维（3D）血管网络，探究TGF-β信号传导对血管重塑的影响。通过采用共培养模型（3D-Co）和简化的内皮细胞单培养模型（3D-CM），我们证明了TGF-β信号通过促使血管退化而降低其结构质量和功能性。此外，我们观察到与EndoMT相关的标志物在mRNA和蛋白表达水平均上调，提示在3D血管网络中诱导了EndoMT。TGF-β2刺激所导致的血管通透性增加也进一步支持了3D-Co中内皮特性的丧失。转录组分析显示，与细胞迁移和EndoMT相关的通路被协同激活，同时细胞周期进程受到抑制。二维（2D）与三维（3D）培养的比较分析表明，在3D环境中，内皮细胞对TGF-β2的反应与2D条件下存在本质性差异，其中包括代谢重编程。这些发现表明，3D微环境可关键性地调控内皮细胞对TGF-β的应答，并使2D系统中无法捕捉的血管表型得以显现。本研究为探究内皮功能障碍和血管重塑提供了一个更具生理相关性的研究平台。

肿瘤微环境在肿瘤发生发展中发挥着关键作用，其中包含内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞以及转化生长因子-β（TGF-β）家族等可溶性因子。TGF-β家族调控细胞发育，并促进肿瘤侵袭、转移、血管生成以及内皮-间质转化（EndoMT）。在本研究中，我们利用微流控装置中的三维（3D）血管网络，探究TGF-β信号传导对血管重塑的影响。通过采用共培养模型（3D-Co）和简化的内皮单培养模型（3D-CM），我们证明了TGF-β信号传导可通过促使血管退化而降低血管结构的质量和功能。此外，我们观察到EndoMT相关标志物在mRNA和蛋白表达水平均呈上调，提示在3D血管网络中诱导了EndoMT。TGF-β2刺激所导致的血管通透性增加也进一步支持了3D-Co中内皮特性的丧失。转录组分析显示，与细胞迁移和EndoMT相关的通路被协同激活，同时细胞周期进程受到抑制。二维（2D）与3D培养的比较分析表明，在3D环境中，内皮细胞对TGF-β2的反应与2D条件下存在根本性差异，其中包括代谢重编程。这些发现表明，3D微环境可关键性地调节内皮细胞对TGF-β的反应，并使2D系统中无法捕捉的血管表型得以显现。本研究为探究内皮功能障碍和血管重塑提供了一个更具生理相关性的平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.04.742924v1?rss=1

🏷️ 三维血管微环境 TGF-β2 血管重塑 内皮细胞可塑性 内皮-间质转化 微流控模型