【摘要】：動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis, AS)等心血管疾病是發(fā)病率最高的疾病之一,血管內(nèi)皮細(xì)胞(endotheial cells, EC)和血管平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cells, SMC)的相互作用失衡是發(fā)病的重要原因。為了更好地研究其發(fā)病機(jī)制和防治措施,構(gòu)建合適的動(dòng)脈血管壁細(xì)胞相互作用模型成為研究熱點(diǎn)。目前,細(xì)胞的聯(lián)合培養(yǎng)模型多為混合培養(yǎng),不同細(xì)胞相互干擾,很難準(zhǔn)確得到EC和SMC之間的作用機(jī)制,無法精確模擬細(xì)胞的微環(huán)境,也無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測活細(xì)胞內(nèi)單細(xì)胞及亞細(xì)胞水平的變化。因此,本文提出基于微流控芯片構(gòu)建單細(xì)胞水平的EC和SMC聯(lián)合培養(yǎng)模型。采用酶解法和組織貼塊法分別分離培養(yǎng)人臍帶血管EC與SMC,并經(jīng)過特異抗體的免疫組織化學(xué)染色對(duì)其進(jìn)行鑒定；基于流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)微流控內(nèi)部通道結(jié)構(gòu)和細(xì)胞培養(yǎng)腔室,采用改進(jìn)的U型陷阱進(jìn)行細(xì)胞抓捕；針對(duì)EC和SMC兩種細(xì)胞在血管中的層次結(jié)構(gòu),分別設(shè)計(jì)了直接接觸和非直接接觸兩種方式。選取PDMS(ploydimethylsiloxane)為材料,采用模塑法制作兩種不同方式的芯片。分別在兩種芯片內(nèi)進(jìn)行EC和SMC抓捕與培養(yǎng),調(diào)整細(xì)胞濃度與灌流速度,通過顯微鏡動(dòng)態(tài)觀察細(xì)胞的捕獲與生長狀態(tài)。結(jié)果顯示,EC和SMC細(xì)胞分離純化純度99%以上；通過本文設(shè)計(jì)的微流控芯片,在細(xì)胞濃度為3×105個(gè)/mL,流速為50 μL/h時(shí),能有效地捕捉到單細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)兩種不同接觸方式的聯(lián)合培養(yǎng)。說明本文成功建立了單細(xì)胞水平的EC-SMC聯(lián)合培養(yǎng)的微流控芯片,為研究AS等疾病的兩種細(xì)胞相互作用提供了有力的平臺(tái)。
【圖文】：

在體外構(gòu)建一個(gè)合適的動(dòng)脈壁模型至關(guān)重要。逡逑血管內(nèi)皮細(xì)胞（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ邋ｃｅｌｌｓ，ＥＣ）和血管ＳＭＣ是構(gòu)成血管壁的主要細(xì)胞成分，逡逑如圖１．１所示，ＥＣ處于血管內(nèi)膜，通過基膜與血管中膜的多層ＳＭＣ細(xì)胞相隔。動(dòng)脈血逡逑管管壁的部分ＥＣ常伸出突起，穿過基膜和內(nèi)彈性膜與ＳＭＣ直接接觸。內(nèi)皮不僅是一逡逑種可防止大分子物質(zhì)擴(kuò)散的生物半透膜，同時(shí)還有旁分泌的功能，對(duì)血管的緊張性調(diào)節(jié)逡逑有重要作用⑴。通過這種直接的接觸以及旁分泌方式，ＥＣ與ＳＭＣ之間可以借助多種方逡逑式相互影響其功能變化。血管自身的結(jié)構(gòu)與兩種細(xì)胞間的相互作用與相互影響有著密不逡逑可分的聯(lián)系。在血管出現(xiàn)病變的情況下，ＥＣ和ＳＭＣ的相互作用同樣可以對(duì)多種疾病造逡逑成影響，如ＡＳ。研究發(fā)現(xiàn)，血液對(duì)血管壁的切應(yīng)力增大可使ＥＣ分泌一氧化氮ＮＯ等內(nèi)逡逑皮舒張因子，促使血管ＳＭＣ舒張［２］。當(dāng)血液對(duì)血管壁的切應(yīng)力減小時(shí)，ＥＣ分泌內(nèi)皮素逡逑等縮血管因子，使ＳＭＣ收縮以升高血壓。切應(yīng)力作用下ＥＣ可以通過ＰＤＧＦ－ＢＢ調(diào)節(jié)逡逑ＳＭＣ的旁分泌

圖１．邋２大連化學(xué)物理研究所微流控芯片＿逡逑Ｆｉｇ邋１，２邋Ｔｈｅ邋ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ邋ｏｆ邋ｄａｌｉａｎ邋ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ邋ｏｆ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｐｈｙｓｉｃｓ逡逑．３．２芯片材料與制作工藝逡逑芯片是微流控芯片實(shí)驗(yàn)室的核心，，其研究涉及芯片的材料、尺寸、設(shè)計(jì)、加工和表逡逑修飾等領(lǐng)域［２°］。微流控芯片制備的常用材料有單晶桂、玻璃、石英和有機(jī)聚合物等，逡逑此微流控芯片可以分為娃材質(zhì)芯片、玻璃材質(zhì)芯片、石英材質(zhì)芯片、聚合物材質(zhì)芯片逡逑及復(fù)合材料芯片等由于微流控芯片在生物學(xué)及其相關(guān)學(xué)科上的應(yīng)用，其芯片材料逡逑選取原則為：良好的化學(xué)和生物相容性；良好的電絕緣性和散熱性；材料表面要有良逡逑的光學(xué)性能和可修飾性；制作工藝要簡單，成本低廉。表１．１是幾種常見材料的性能逡逑比。逡逑單晶娃片等桂質(zhì)材料最早被于微流控芯片領(lǐng)域，利用光刻和燭刻方法可以在保證高逡逑度的條件下，復(fù)制出二維圖形或者復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。但是鞋材料有其不足之處，不但逡逑格偏高，而且本身易碎、透光性和絕緣性差，基于這些不足其在微流控芯片中的應(yīng)用逡逑未得到推廣。相較于娃質(zhì)材料，玻璃及石英光學(xué)性質(zhì)好，也有一定的電滲能力，表面逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN492

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 蔡文琴,姚忠祥;無神經(jīng)支配血管的內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)控機(jī)制[J];生命科學(xué);1999年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 徐濤;多功能微流控芯片在懸浮細(xì)胞通訊研究中的應(yīng)用[D];清華大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2518201