Maringanti, Ranganath; van Dijk, Christian G.M.; Meijer, Elana M. et al. · 2024 · Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.
Metadata
Authors: Maringanti, Ranganath; van Dijk, Christian G.M.; Meijer, Elana M.; Brandt, Maarten M.; Li, Mingzi; Tiggeloven, Vera P.C.; Krebber, Merle M.; Chrifi, Ihsan; Duncker, Dirk J.; Verhaar, Marianne C.; Cheng, Caroline
📄 Quick Note¶
摘要概述¶
本文构建了一个 3D 管状微流控 "atherosclerosis-on-a-chip"（OAC）模型，在 fibrinogen/collagen I 基质的 ECM 环境中共培养人主动脉平滑肌细胞（BFP-hAoSMC）、人脐静脉内皮细胞（GFP-HUVEC）以及 THP-1 巨噬细胞来源的 ox-LDL foam cell，形成具有内皮层、中膜层和 subendothelial foam cell 聚集的早期斑块样分层结构。模型在 40 µL/min 灌流 24-48 小时下保持血管壁完整性和管腔通畅，并允许循环 THP-1 单核细胞在粥样硬化血管中 extravasation 并被招募至 foam cell 核心。qPCR 分析显示粥样硬化血管中 LDLR、IL-6、MCP-1 等 atherogenic 标志物表达上调，且灌流和循环免疫细胞进一步诱导 E-selectin、IL-8 等炎症/黏附分子表达变化，同时 flow 促使 VSMC 在 subendothelial 空间分布发生重排。该平台为早期粥样硬化机制研究和药物筛选提供了人源化、可实时共聚焦成像的工具。
关键图表¶
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Figure 1 — 4 天静态共培养后形成的 macrovessel 荧光共聚焦图像：GFP-HUVEC 形成内皮单层，BFP-AoSMC 构成 subendothelial 中膜层，3D 重建和正交截面显示约 500 µm 开放管腔及分层血管壁结构，确立了模型的基本解剖学骨架。
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Figure 6 — 粥样硬化血管灌流循环 THP-1 单核细胞 24 小时后的多通道共聚焦图像：循环单核细胞（magenta）穿越内皮进入血管壁 media 层，与 HUVEC、AoSMC 及 Dil-ox-LDL foam cell 发生共定位，直接展示了免疫细胞招募至 foam cell 核心的关键粥样硬化事件。
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Figure 10 — LDLR、IL-6、IL-8、E-selectin、ICAM-1、MCP-1 在 static / flow / flow+THP-1 条件下对照组与粥样硬化血管的相对 mRNA 表达对比：粥样硬化血管在静态下 LDLR、IL-6、MCP-1 显著上调，flow 抑制 LDLR 与 IL-6，而循环单核细胞再激活 IL-6、IL-8、E-selectin、MCP-1，揭示了 flow 与免疫细胞对血管炎症的正反馈调控。
与我的关联¶
该模型虽为 in vitro 微流控系统，但其 3D 管状几何 + 灌流 + 分层血管壁的设计思路与 computational vascular G&R 中关注的 "flow-VSMC 表型-ECM 重构" 耦合直接对应，可作为计算模型（特别是 VSMC migration 与 shear stress 耦合的 agent-based / continuum 模型）的实验参照与参数标定来源。