综述:鸡胚血管区与绒毛尿囊膜作为研究血管生成和抗血管生成实验模型的比较分析

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pathology - Research and Practice 2.9

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  这篇综述系统比较了鸡胚血管区(AV)和绒毛尿囊膜(CAM)在血管生成与抗血管生成研究中的优劣,指出AV更适合快速筛选促/抗血管分子(如药物筛选),而CAM在肿瘤生长、转移及支架/类器官血管化研究中更具优势。作者通过形态学、实验流程和量化方法对比,强调了这两种低成本、免伦理审批的模型在连接体外与哺乳动物实验中的桥梁作用。

  

摘要

鸡胚的血管化胚外膜——血管区(AV)和绒毛尿囊膜(CAM)——是研究血管生成和抗血管生成的经典模型。AV由透明内区(APV)和半透明外区(AOV)组成,通过终末静脉连接血管网络;CAM则由尿囊与绒毛膜融合形成,包含动静脉和淋巴管。两者在发育时序和功能上差异显著:AV覆盖卵黄囊并参与营养吸收和早期造血,而CAM负责气体交换和钙转运。

1. 血管区的组织发生与形态

AV在孵化第14–15天几乎完全覆盖卵黄囊,其血管通过分支延长(2.01–7 mm)和侧支萌生(1.01–2 mm)扩展。形态计量学显示,胚胎第2–5天动脉和静脉系统的总长度增长达2.7倍,分支点密度和空间排列规律性随发育增强。APV的扁平内胚层细胞与AOV的高棱柱细胞(含卵黄囊泡)形成光学差异,而中胚层血管仅存在于脏壁层。

2. 绒毛尿囊膜的组织发生与形态

CAM在胚胎第3.5天由尿囊外翻形成,第6–10天快速扩张(表面积从6 cm2
增至65 cm2
)。其毛细血管丛在第8天达高峰,与绒毛上皮共同介导气体交换。第10–12天分化为明确的微动脉、微静脉和淋巴管,同时参与钙离子转运和尿酸储存。

3. AV在血管生成研究中的应用

AV模型操作简便:胚胎第3天开窗放置含测试分子的滤纸或明胶海绵,48小时后即可观察血管抑制(如80%血流停滞)或消失。硅环标记法结合Image J软件可量化初级至四级血管密度。该模型已用于验证抗糖尿病药格列吡嗪、BCL-2抑制剂等药物的抗血管效果,以及间充质干细胞条件培养基的促血管活性。

4. CAM在血管生成研究中的应用

CAM通过植入甲基纤维素或藻酸盐载药支架,72–96小时内可观察到辐辏状血管增生(促血管)或稀疏化(抗血管)。近年应用包括:

  • 肿瘤研究:患者来源异种移植(PDX)模拟肿瘤微环境
  • 组织工程:预血管化皮肤类器官移植后形成基底膜和管腔结构
  • 生物材料测试:水凝胶骨再生支架和伤口敷料的血管整合评估

5. 两种模型的比较

AV优势在于4天快速出结果(CAM需11天)、胚胎存活率高,且开窗视野更广;CAM则更适合长期观察肿瘤转移或类器官血管化。两者均无需动物伦理审批(鸡胚17天前不被视为活体动物),且量化手段趋同——从传统分支计数到机器学习辅助的血管参数分析(如IKOSA平台的CNN算法)。

6. 最新应用进展

  • 免疫治疗:PD-L1抑制剂联合抗VEGF药物对肝肿瘤血管和胶原沉积的影响
  • 成像技术:荧光标记(FITC-葡聚糖、CD31染色)实现血管渗漏和灌注实时监测
  • 放射医学:微束照射后CAM血管通透性变化

7. 结论

AV和CAM作为3R原则(替代、减少、优化)的典范,填补了体外与哺乳动物实验的鸿沟。尽管观察周期短,其低成本、高效率和免疫豁免特性,使其在药物筛选、肿瘤生物学和再生医学领域持续发挥不可替代的作用。

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