研究早期动脉粥样硬化中内皮炎症和血管平滑肌细胞迁移的新型人体动脉壁芯片†
摘要。
由于缺乏合适的体外人动脉模型来概括动脉壁结构,以及不同细胞类型与周围细胞外基质(ECM)之间的相互作用,对动脉粥样硬化的机制理解在很大程度上受到阻碍。这项工作介绍了一种新的微流控内皮细胞(EC) -平滑肌细胞(SMC) 3D共培养平台,该平台复制了人类动脉壁的结构和生物学方面,用于模拟早期动脉粥样硬化。使用改进的基于表面张力的ECM图图化方法,我们建立了一个明确的内膜-介质样结构,并鉴定了一种ECM成分(胶原I和基质混合物),该成分使SMCs保持静止和排列状态,这是健康动脉的特征。用细胞因子(IL-1β和TNFα)和氧化低密度脂蛋白(oxLDL)在芯片上进行内皮刺激,研究各种早期动脉粥样硬化事件,包括内皮炎症(ICAM-1表达)、EC/SMC oxLDL摄取、SMC迁移和单核细胞- EC粘附。作为药物筛选应用的概念验证,我们证明了维生素D (1,25(OH)2D3)和二甲双胍在减轻细胞因子诱导的单核细胞- ec粘附和SMC迁移方面的动脉粥样硬化保护作用。总的来说,所开发的动脉壁模型促进了动脉粥样硬化环境中EC和SMC表型的定量和多因素研究,并且可以很容易地用作重建多层ECM组织生物界面的平台技术。