血管芯片澳门威尼斯人注册网站研究揭示了关键蛋白在血管渗漏中的调节作用
莉兹·希利著
血管就像一个运输系统，在每个器官之间运送和丢弃分子，以保持我们身体所需的内部稳定。但在慢性疾病期间，甚至是轻微的伤害，血管都可能被破坏到足以损害重要器官的功能。
Christopher Chen教授（BME， MSE）是哈佛大学Wyss澳门威尼斯人注册网站研究所生物设计中心主任和副教授，他现在已经建立了一种澳门威尼斯人注册网站研究血管功能的方法，这种方法可以非常接近地模仿真实的血管功能。Chen和他的团队创造了一个三维血管芯片模型，可以用来在分子尺度上了解血管在受伤时发生了什么。他说：“我们希望利用这些设备来了解更多澳门威尼斯人注册如何保持血管健康的知识，以及疾病环境中出现的问题。”他们的模型和发现概述在《美国国家科学院院刊》在线发表的一篇论文中。
科学家们早就知道，排列在血管内部的内皮细胞是血管内血液循环和身体其他部分之间屏障的主要调节者。还有一些辅助细胞，称为壁细胞，它们控制血管功能，但还没有得到足够的澳门威尼斯人注册网站研究，以了解它们在血管屏障调节中的作用。
当身体的一部分受伤时，免疫系统就会进入高速运转状态。释放分子信号，招募某些细胞和蛋白质来帮助愈合过程。这些愈合过程可能会引起炎症，随着时间的推移，炎症会自行消退，但并不总是如此。当身体发出触发炎症的信号时，某些蛋白质被释放出来，导致血管失去作为屏障的能力。慢性疾病，如肝硬化，血管不断暴露于这些蛋白质，屏障功能的丧失延长。这种持续的干扰会导致更严重的伤害，比如损伤部位的血流受损，最终导致组织损伤。
芯片上的三维血管使陈和他的团队能够识别调节血管屏障功能的特定蛋白质。澳门威尼斯人注册网站研究人员澳门威尼斯人注册网站研究了三种蛋白质——rhoa、Rac 1和n -钙粘蛋白。已经有充分的证据表明，在炎症反应中，RhoA被激活，所以这就是陈开始的地方。
为了澳门威尼斯人注册网站研究芯片上血管的屏障功能，澳门威尼斯人注册网站研究人员将引发炎症反应的分子引入到三维模型中。然后，他们可以测量特定蛋白质的活性水平，以及血管在炎症条件下的可穿透性。通过同时测量这三种蛋白质的活性水平和血管屏障功能，他们可以测量每种蛋白质的活性如何影响血管屏障。
例如，一旦引发炎症，RhoA的活性水平就会增加，从而导致屏障功能丧失；这是意料之中的。为了证实他们的结果，澳门威尼斯人注册网站研究人员抑制了RhoA的活性，恢复了血管的屏障功能。然而，当RhoA仅激活壁细胞时，屏障功能丧失。
Chen能够证明，为了保持内皮细胞和壁细胞之间的连接，必须维持这三种蛋白（rhoa， Rac 1和n -cadherin）的特定平衡。这些蛋白质中的每一种在维持血管屏障功能方面起着不同的作用。它们不仅调节内皮细胞提供的保护功能，而且还影响壁细胞，并进一步调节两种细胞在炎症期间如何相互作用。以前，澳门威尼斯人注册网站研究人员只能澳门威尼斯人注册网站研究炎症如何影响内皮细胞，而不能澳门威尼斯人注册网站研究它如何影响壁细胞。他们的澳门威尼斯人注册网站研究结果表明，血管渗漏是由简单的炎症反应引起的，而不是目前文献认为的罪魁祸首复杂信号机制的结果。
芯片上的器官是一种廉价、高效和准确的方法，可以在不使用人体试验对象的情况下澳门威尼斯人注册网站研究体内的情况。现在，有了3d血管芯片，实验室里的科学家们可以在最逼真的环境中澳门威尼斯人注册网站研究血管系统中细胞间的相互作用。