Name: a microphysiological system to study leukocyte-endothelial cell interaction during inflammation
Uploaded: 2021-12-09T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Microphysiological System to Study Leukocyte-Endothelial Cell Interaction during Inflammation at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة ، رقم المنحة: GM114359 و GM134701 (M.F.K. و L.E.K.) ، 1F31AI164870-01 (J.C.L.) ، ووكالة الحد من التهديدات الدفاعية ، رقم المنحة: HDTRA11910012 (M.F.K. و L.E.K.).

يتم الحصول على الدم البشري الهيباريني لعزل العدلات عن المتبرعين البالغين الأصحاء (الذكور والإناث ، الذين تتراوح أعمارهم بين 21 و 60 عاما) ، بعد الموافقة المستنيرة على النحو الذي وافق عليه مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة تمبل (فيلادلفيا ، بنسلفانيا ، الولايات المتحدة الأمريكية).
<p class="jove_title"...

<ol>
	<li>Kolaczkowska, E., Kubes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil+recruitment+and+function+in+health+and+inflammation.">Neutrophil recruitment and function in health and inflammation.</a> Nature Reviews Immunology. 13 (3), 159-175 (2013).</li><li>Yang, Q., Wijerathne, H., Langston, J. C., Kiani, M. F., Kilpatrick, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+approaches+to+understanding+microvascular+endothelial+heterogeneity:+A+roadmap+for+developing+anti-inflammatory+therapeutics.">Emerging approaches to understanding microvascular endothelial heterogeneity: A roadmap for developing anti-inflammatory therapeutics.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (15), 7770 (2021).</li><li>Joffre, J., Hellman, J., Ince, C., Ait-Oufella, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+responses+in+sepsis.">Endothelial responses in sepsis.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 202, 361-370 (2020).</li><li>Ince, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endothelium+in+sepsis.">The endothelium in sepsis.</a> Shock. 45, 259-270 (2016).</li><li>Ruparelia, N., Chai, J. T., Fisher, E. A., Choudhury, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+processes+in+cardiovascular+disease:+a+route+to+targeted+therapies.">Inflammatory processes in cardiovascular disease: a route to targeted therapies.</a> Nature Reviews Cardiology. 14 (3), 133-144 (2017).</li><li>Kilpatrick, L. E., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+approaches+to+evaluate+leukocyte-endothelial+cell+interactions+in+sepsis+and+inflammation.">Experimental approaches to evaluate leukocyte-endothelial cell interactions in sepsis and inflammation.</a> Shock. 53, 585-595 (2020).</li><li>Langer, H. F., Chavakis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leukocyte-endothelial+interactions+in+inflammation.">Leukocyte-endothelial interactions in inflammation.</a> Journal of Cellular and Molecular Medicine. 13 (7), 1211-1220 (2009).</li><li>Sadik, C. D., Luster, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid-cytokine-chemokine+cascades+orchestrate+leukocyte+recruitment+in+inflammation.">Lipid-cytokine-chemokine cascades orchestrate leukocyte recruitment in inflammation.</a> Journal of Leukocyte Biology. 91 (2), 207-215 (2012).</li><li>Phillipson, M., Kubes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neutrophil+in+vascular+inflammation.">The neutrophil in vascular inflammation.</a> Nature Medicine. 17, 1381-1390 (2011).</li><li>Maniatis, N. A., Orfanos, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+endothelium+in+acute+lung+injury/acute+respiratory+distress+syndrome.">The endothelium in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome.</a> Current Opinion in Critical Care. 14, 22-30 (2008).</li><li>Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+to+the+site+of+inflammation:+the+leukocyte+adhesion+cascade+updated.">Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated.</a> Nature Reviews Immunology. 7, 678-689 (2007).</li><li>Molteni, R., Fabbri, M., Bender, J. R., Pardi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+leukocyte-tissue+interactions.">Pathophysiology of leukocyte-tissue interactions.</a> Current Opinion in Cell Biology. 18, 491-498 (2006).</li><li>Chistiakov, D. A., Orekhov, A. N., Bobryshev, Y. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+shear+stress+on+endothelial+cells:+go+with+the+flow.">Effects of shear stress on endothelial cells: go with the flow.</a> Acta Physiologica. 219 (2), 382-408 (2017).</li><li>Prabhakarpandian, B., Shen, M. -. C., Pant, K., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+devices+for+modeling+cell-cell+and+particle-cell+interactions+in+the+microvasculature.">Microfluidic devices for modeling cell-cell and particle-cell interactions in the microvasculature.</a> Microvascular Research. 82, 210-220 (2011).</li><li>Zou, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PSGL-1+derived+from+human+neutrophils+is+a+high-efficiency+ligand+for+endothelium-expressed+E-selectin+under+flow.">PSGL-1 derived from human neutrophils is a high-efficiency ligand for endothelium-expressed E-selectin under flow.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 289, 415-424 (2005).</li><li>Lamberti, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+microfluidic+assay+for+in+vitro+modeling+of+leukocyte-endothelium+interactions.">Bioinspired microfluidic assay for in vitro modeling of leukocyte-endothelium interactions.</a> Analytical Chemistry (Journal). 86, 8344-8351 (2014).</li><li>Prabhakarpandian, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+microvascular+networks+for+quantitative+analysis+of+particle+adhesion.">Synthetic microvascular networks for quantitative analysis of particle adhesion.</a> Biomedical Microdevices. 10 (4), 585-595 (2008).</li><li>Soroush, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+microfluidic+assay+reveals+a+key+role+for+protein+kinase+C+delta+in+regulating+human+neutrophil-endothelium+interaction.">A novel microfluidic assay reveals a key role for protein kinase C delta in regulating human neutrophil-endothelium interaction.</a> Journal of Leukocyte Biology. 100, 1027-1035 (2016).</li><li>Roth, N. M., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+&amp;#34;geographic+information+systems&amp;#34;+based+technique+for+the+study+of+microvascular+networks.">A &amp;#34;geographic information systems&amp;#34; based technique for the study of microvascular networks.</a> Annals of Biomedical Engineering. 27, 42-47 (1999).</li><li>Prabhakarpandian, B., Wang, Y. I., Rea-Ramsey, A., Sundaram, S., Kiani, M. F., Pant, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bifurcations:+Focal+points+of+particle+adhesion+in+microvascular+networks.">Bifurcations: Focal points of particle adhesion in microvascular networks.</a> Microcirculation. 18, 380-389 (2011).</li><li>Rosano, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+physiologically+realistic+in+vitro+model+of+microvascular+networks.">A physiologically realistic in vitro model of microvascular networks.</a> Biomedical Microdevices. 11, 1051-1057 (2009).</li><li>Tousi, N., Wang, B., Pant, K., Kiani, M. F., Prabhakarpandian, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferential+adhesion+of+leukocytes+near+bifurcations+is+endothelium+independent.">Preferential adhesion of leukocytes near bifurcations is endothelium independent.</a> Microvascular Research. 80, 384-388 (2010).</li><li>Yona, S., Hayhoe, R., Avraham-Davidi, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monocyte+and+neutrophil+isolation+and+migration+assays.">Monocyte and neutrophil isolation and migration assays.</a> Current Protocols in Immunology. 88 (1), 11-14 (2010).</li><li>Entschladen, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+methods+of+human+cell+migration.">Analysis methods of human cell migration.</a> Experimental Cell Research. 307 (2), 418-426 (2005).</li><li>Chen, H. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boyden+chamber+assay.+Methods+in+Molecular+Biology.">Boyden chamber assay. Methods in Molecular Biology.</a> Cell Migration: Developmental Methods and Protocols. , (2005).</li><li>Deosarkar, S. P., Prabhakarpandian, B., Wang, B., Sheffield, J. B., Krynska, B., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+dynamic+neonatal+blood-brain+barrier+on+a+chip.">A novel dynamic neonatal blood-brain barrier on a chip.</a> PloS one. 10, 142725 (2015).</li><li>Soroush, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil-endothelial+interactions+of+murine+cells+is+not+a+good+predictor+of+their+interactions+in+human+cells.">Neutrophil-endothelial interactions of murine cells is not a good predictor of their interactions in human cells.</a> The FASEB Journal. 34, 2691-2702 (2020).</li><li>Soroush, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Kinase+C-Delta+(PKC&#948;)+tyrosine+phosphorylation+is+a+critical+regulator+of+neutrophil-endothelial+cell+interaction+in+inflammation.">Protein Kinase C-Delta (PKC&#948;) tyrosine phosphorylation is a critical regulator of neutrophil-endothelial cell interaction in inflammation.</a> Shock. 51 (5), 538-547 (2019).</li><li>Soroush, F., Tang, Y., Zaidi, H. M., Sheffield, J. B., Kilpatrick, L. E., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PKC&#948;+inhibition+as+a+novel+medical+countermeasure+for+radiation-induced+vascular+damage.">PKC&#948; inhibition as a novel medical countermeasure for radiation-induced vascular damage.</a> The FASEB Journal. 32, 6436-6444 (2018).</li><li>Pradhan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microvascularized+tumor-mimetic+platform+for+assessing+anti-cancer+drug+efficacy.">A microvascularized tumor-mimetic platform for assessing anti-cancer drug efficacy.</a> Scientific Reports. 8 (1), 3171 (2018).</li><li>Tang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+biomimetic+microfluidic+tumor+microenvironment+platform+mimicking+the+EPR+effect+for+rapid+screening+of+drug+delivery+systems.">A biomimetic microfluidic tumor microenvironment platform mimicking the EPR effect for rapid screening of drug delivery systems.</a> Scientific Reports. 7 (1), 1-14 (2017).</li><li>Tang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+kinase+C-delta+inhibition+protects+blood-brain+barrier+from+sepsis-induced+vascular+damage.">Protein kinase C-delta inhibition protects blood-brain barrier from sepsis-induced vascular damage.</a> Journal of Neuroinflammation. 15, 309 (2018).</li><li>Mondrinos, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+endothelial+protein+kinase+C-delta+(PKCd)+regulates+neutrophil+migration+in+acute+lung+inflammation.">Pulmonary endothelial protein kinase C-delta (PKCd) regulates neutrophil migration in acute lung inflammation.</a> The American Journal of Pathology. 184, 200-213 (2014).</li><li>Kilpatrick, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protection+against+sepsis-induced+lung+injury+by+selective+inhibition+of+protein+kinase+C-d+(d-PKC).">Protection against sepsis-induced lung injury by selective inhibition of protein kinase C-d (d-PKC).</a> Journal of Leukocyte Biology. 89, 3-10 (2011).</li><li>Mondrinos, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodistribution+and+efficacy+of+targeted+pulmonary+delivery+of+a+protein+kinase+C-d+inhibitory+peptide:+Impact+on+Indirect+lung+Injury.">Biodistribution and efficacy of targeted pulmonary delivery of a protein kinase C-d inhibitory peptide: Impact on Indirect lung Injury.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 355, 86-98 (2015).</li><li>Liverani, E., Mondrinos, M. J., Sun, S., Kunapuli, S. P., Kilpatrick, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+protein+kinase+C-delta+in+regulating+platelet+activation+and+platelet-leukocyte+interaction+during+sepsis.">Role of protein kinase C-delta in regulating platelet activation and platelet-leukocyte interaction during sepsis.</a> PloS one. 13, 0195379 (2018).</li><li>Smith, A. M., Prabhakarpandian, B., Pant, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+shear+adhesion+map+using+SynVivo+synthetic+microvascular+networks.">Generation of shear adhesion map using SynVivo synthetic microvascular networks.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (87), e51025 (2014).</li></ol>

يستنسخ bMFA التضاريس وظروف التدفق لشبكات الأوعية الدموية الدقيقة في الجسم الحي ويمكن استخدامه لدراسة تفاعل الخلايا البطانية الكروية البيض والوظيفة البطانية في المختبر في ظل ظروف واقعية من الناحية الفسيولوجية. في الأوعية الدموية الدقيقة للفأر أو الإنسان ، تكون هندسة شبكات الأوع?...

الالتهاب هو استجابة المضيف للعدوى والإصابة ، وتلعب البطانة دورا مهما في الاستجابة الالتهابية1،2،3. خلل التنظيم الالتهابي هو السبب الكامن وراء عدد من أمراض الأمراض مثل الإنتان وأمراض القلب والأوعية الدموية والربو وأمراض الأمعاء الالتهابية والسرطان و COVID-19. تلعب تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض دورا مركزيا في هذه الأمراض الالتهابية. أثناء الالتهاب ، يؤدي إطلاق PAMPS (الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض) من مسببات الأمراض أو DAMPS (الأنماط الجزيئية المرتبطة بالضرر) من الأنسجة المصابة إلى تنشيط الخلايا المناعية لإطلاق السيتوكينات / الكيموكينات وغيرها من الوسطاء المؤيدين للالتهابات التي تؤدي إلى تنشيط البطانة ، مما يؤدي إلى تغييرات في وظيفة حاجز بطانة الأوعية الدموية وزيادة النفاذية 3,4 . يؤدي زيادة تنشيط الخلايا البطانية أثناء الالتهاب إلى تعزيز تفاعل الخلايا البيضاء مع الخلايا البطانية مما يؤدي إلى الهجرة المفرطة لكريات الدم البيضاء المنشطة عبر بطانة الأوعية الدموية إلى الأعضاء الرئيسية1،5،6،7.
يبدأ تجنيد الكريات البيض بواسطة جاذبات كيميائية متنوعة كيميائيا تتكون من الدهون النشطة بيولوجيا والسيتوكينات والكيموكينات والمكونات المكملة 8,9. تجنيد الكريات البيض هو عملية متعددة الخطوات تتضمن خمس خطوات منفصلة: 1) هامش الكريات البيض والتقاطها / تعلقها ، 2) المتداول ، 3) الاعتقال الثابت ، 4) الانتشار والزحف و 5) الإسراف / الهجرة (الشكل 1). كل خطوة من هذه العملية تتطلب الحديث المتبادل بين الكريات البيض والخلايا البطانية لتنسيق هذه الظاهرة الديناميكية 1,9. في نهاية المطاف، تنتشر الكريات البيض الموقوفة في الأنسجة الملتهبة عبر البطانة عبر عملية متعددة الخطوات يتم التحكم فيها بواسطة إشارات متزامنة تعتمد على الجاذب الكيميائي والأحداث اللاصقة وقوى القص الديناميكية الدموية 1،9،10،11،12.
بالنظر إلى الدور المركزي لإجهاد القص في تنظيم وظيفة الخلايا البطانية وأهمية تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض13 ، تم تطوير العديد من النماذج في المختبر خلال العقود القليلة الماضية لدراسة جوانب مختلفة من سلسلة هجرة الكريات البيض في بيئة أكثر تحكما14. يمكن تصنيف الأجهزة الموائعة التقليدية لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض إلى فئتين عريضتين14: أ) أجهزة لدراسة دوران الكريات البيض والالتصاق والتعبير عن جزيء الالتصاق مثل غرف تدفق الصفائح المتوازية و ب) أجهزة لدراسة هجرة الكريات البيض في ظل ظروف ثابتة مثل غرف البئر. تم استخدام أنظمة مثل غرف تدفق الصفائح المتوازية لدراسة أدوار جزيئات الالتصاق وأربطتها في شلال الالتصاق تحت قوى القص15. ومع ذلك ، فإن العيب الكبير هو أن هذه الأجهزة المبسطة والمثالية (على سبيل المثال ، القناة المستقيمة) غير قادرة على إعادة إنتاج حجم وهندسة الأوعية الدموية الدقيقة في الجسم الحي (على سبيل المثال ، تشعبات الأوعية الدموية المتتالية ، مورفولوجيا الأوعية الدموية) وظروف التدفق الناتجة (على سبيل المثال ، التدفقات المتقاربة أو المتباينة عند التشعبات). ونتيجة لذلك ، يمكن لهذه الأجهزة فقط نموذج الالتصاق ولكن ليس الهجرة. يمكن لغرف ترانسويل فقط دراسة الهجرة العابرة في ظل ظروف ثابتة دون النظر في الميزات الهندسية في الجسم الحي وظروف التدفق. وبالتالي ، فإن هذه النماذج التقليدية لا تحاكي البيئة الدقيقة للأنسجة الحية أو تحل التصاق والهجرة في فحص واحد6.
لمعالجة هذا القيد ، قمنا بتطوير والتحقق من صحة فحص الموائع الدقيقة ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد (bMFA) (الشكل 2) ، والذي يتكاثر بشكل واقعي في شبكات الأوعية الدموية الدقيقة في الجسم الحي على شريحة16،17،18. تم نشر بروتوكول التصنيع الدقيق لهذا الجهاز سابقا17 ويتم وصفه بإيجاز فقط هنا. تمت رقمنة الأوعية الدموية الدقيقة لعضلة كريماستر الفأر باستخدام نهج معدل لنظام المعلومات الجغرافية (GIS)19. بعد ذلك ، تم إنشاء شبكة الأوعية الدموية الدقيقة الاصطناعية على polydimethylsiloxane (PDMS) باستخدام عمليات الطباعة الحجرية الناعمة على أساس شبكة الأوعية الدموية الدقيقة الرقمية14،17،20،21،22. باختصار ، تمت طباعة صور الشبكة الرقمية على فيلم Mylar ، والذي تم استخدامه بعد ذلك كقناع لتصميم مقاومة ضوئية إيجابية SU-8 فوق رقاقة سيليكون لإنشاء سادة للتصنيع. تم استخدام أعمدة دقيقة الصنع (قطرها 10 ميكرومتر ، طولها 3 ميكرومتر) لإنشاء مسام بارتفاع 3 ميكرومتر وعرض 100 ميكرومتر ، وهو الحجم الأمثل لهجرة الكريات البيض23،24،25 ، التي تربط القنوات الوعائية ومقصورات الأنسجة. تم إعداد PDMS وفقا لتعليمات الشركة المصنعة وسكب على الأساتذة المتقدمين. علاوة على ذلك ، تم تفريغ PDMS وسمح له بالعلاج بين عشية وضحاها في فرن (65 درجة مئوية) لإنشاء قنوات دقيقة تكميلية في PDMS. في وقت لاحق ، تم تقشير PDMS المعالج من سيد SU-8 ، متبوعا بمنافذ اللكم للمداخل / المنافذ. ثم ، تم ربط PMDS بالبلازما بشريحة زجاجية. يتكون سطح جهاز الموائع الدقيقة من الزجاج الأصلي و PDMS. من أجل تعزيز تعلق الخلايا وانتشارها وانتشارها ، يلزم طلاء المصفوفة خارج الخلية (ECM). يتضمن bMFA شبكة الأوعية الدموية الدقيقة وحجرة الأنسجة المتصلة عبر مسام بارتفاع 3 ميكرومتر وعرض 100 ميكرومتر (الشكل 2). يقوم نظام الموائع الدقيقة هذا بإعادة إنتاج سلسلة التصاق / هجرة الكريات البيض بالكامل في بيئة ثلاثية الأبعاد ذات صلة فسيولوجيا لشبكة الأوعية الدموية الدقيقة الكاملة مع الأوعية المترابطة والتشعبات ، بما في ذلك الدورة الدموية والهوامش والدحرجة والالتصاق وهجرة الكريات البيض إلى حجرة الأنسجة خارج الأوعية الدموية في نظام واحد14،16،17،21،26.
تجدر الإشارة إلى أنه حتى عندما يكون معدل التدفق عند مدخل bMFA ثابتا ، فإن ظروف التدفق في الشبكة تختلف في مواقع مختلفة ولا يمكن حسابها بصيغة رياضية بسيطة. تم تطوير نموذج قائم على ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) لحساب معلمات التدفق المختلفة (على سبيل المثال ، إجهاد القص ، معدل القص ، السرعة) في مواقع مختلفة في الشبكة. تم استخدام نموذج CFD هذا لمحاكاة أنماط تروية الصبغة ومعلمات التدفق في bMFA. ويشير التحقق المتبادل مع النتائج التجريبية إلى أن مقاومة التدفق عبر الشبكة يمكن التنبؤ بها بشكل جيد من خلال النموذج الحسابي (الشكل 3)17. ثم تم استخدام نموذج CFD هذا لتقدير السرعة وملف تعريف معدل القص في كل وعاء من bMFA (الشكل 4) ، مما يسمح بتحليل آثار تدفق القص والهندسة على تدحرج الكريات البيض والالتصاق والهجرة16. تلتصق الكريات البيض بشكل تفضيلي بالقرب من التشعبات وفي مناطق القص المنخفضة في الجسم الحي ، وقد أثبتت هذه الأنماط المكانية من التصاق الكريات البيض بنجاح في bMFA باستخدام العدلات (الشكل 5)16. تصف هذه الورقة بروتوكول إعداد bMFA لدراسة تفاعل الخلايا البطانية الكروية البيض في ظل الظروف الالتهابية باستخدام الخلايا البطانية الوعائية الدقيقة للرئة البشرية (HLMVEC) والعدلات البشرية. يمكن استخدام الأنظمة الفسيولوجية الدقيقة ، مثل bMFA ، لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية مع أنواع مختلفة من الخلايا مثل العدلات والخلايا الوحيدة والخلايا الليمفاوية والخلايا السرطانية18،27،28،29،30. يمكن زرع bMFA مع الخلايا البطانية الأولية من أعضاء مختلفة (على سبيل المثال ، الرئة مقابل الدماغ) وأنواع مختلفة (على سبيل المثال ، الخلايا البطانية البشرية مقابل الفئران) ، وكذلك خطوط الخلايا البطانية 21،27،31،32. يمكن استخدام bMFA لدراسة الاستجابات الخلوية المتعددة ، والتفاعلات بين الخلايا الخلوية ، ووظيفة الحاجز ، وتوصيل الدواء وسمية الدواء.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biomimetic microfluidic assay (bMFA)</td>
			<td>SynVivo</td>
			<td>SMN1-C001</td>
			<td>Exclusive at SynVivo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt needle</td>
			<td>Jensen Global</td>
			<td>JG24-0.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C70-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CFDA, SE</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>C1157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextran, 250,000, Powder</td>
			<td>Spectrum Chemical Mfg. Corp</td>
			<td>DE-130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ficoll-Paque Premium</td>
			<td>GE Health Care</td>
			<td>17-5442-02</td>
			<td>Leukocyte isolation media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fMLP</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F3506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hepes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AAJ1692630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human fibronectin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>33-016-015</td>
			<td>use vendor recommended ECM for different cell lines</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microvascular Endothelial Cell Growth Medium-2 BulletKit</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>cc-3202</td>
			<td>Human lung microvascular endothelial cell culture medium (HLMVEC).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human lung microvascular endothelial cells</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>cc-2527</td>
			<td>use vedor remommended trypsin-EDTA and TNS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP214-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon Eclipse Ti2</td>
			<td>Nikon Instruments Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Microscope</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIS-elements, 5.20.01</td>
			<td>Nikon Instruments Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Imaging software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT21040CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhD Ultra Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-3007</td>
			<td>Syringe Pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Hydroxide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-003-763</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recombinant Human TNF-alpha</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>210-TA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slide clamp</td>
			<td>SynVivo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S640-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synvivo Pneumatic Primer</td>
			<td>SynVivo</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA, Trypsin Neutralization Solution(TNS)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>cc-5034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon tubing</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-206-8921</td>
			<td>Tubing</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microphysiological system to study leukocyte-endothelial cell interaction during inflammation

تلعب تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض دورا مهما في الأمراض الالتهابية مثل الإنتان. أثناء الالتهاب، يمكن أن تؤدي الهجرة المفرطة لكريات الدم البيضاء المنشطة عبر بطانة الأوعية الدموية إلى الأعضاء الرئيسية إلى فشل الأعضاء. تم تطوير والتحقق من صحة فحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية (bMFA) باستخدام العديد من التقنيات التجريبية والحسابية ، والتي يمكن أن تعيد إنتاج سلسلة الكريات البيض المتداول / الالتصاق / الهجرة بأكملها لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية الكريات البيض. تم رقمنة شبكات الأوعية الدموية الدقيقة التي تم الحصول عليها من الصور الموجودة في الجسم الحي في القوارض باستخدام نهج نظام المعلومات الجغرافية (GIS) وتم تصنيعها بدقة مع polydimethylsiloxane (PDMS) على شريحة مجهرية. لدراسة تأثير معدل القص وطوبولوجيا الأوعية الدموية على تفاعلات الخلايا البطانية لكريات الدم البيضاء، تم تطوير نموذج ديناميات الموائع الحسابية (CFD) لإنشاء خريطة مقابلة لمعدلات القص والسرعات في جميع أنحاء الشبكة. يتيح bMFA التحديد الكمي لتفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض ، بما في ذلك سرعة الدوران ، وعدد الكريات البيض الملتصقة استجابة لمعدلات القص المختلفة ، وعدد الكريات البيض المهاجرة ، ونفاذية الخلايا البطانية ، والتعبير عن جزيء الالتصاق وغيرها من المتغيرات الهامة. علاوة على ذلك ، باستخدام العينات المتعلقة بالإنسان ، مثل الخلايا البطانية البشرية والكريات البيض ، يوفر bMFA أداة للفحص السريع للعلاجات المحتملة لزيادة قابليتها للترجمة السريرية.

بعد 48 ساعة من الزراعة تحت تدفق القص في bMFA ، غطت الخلايا البطانية سطح القنوات الوعائية في bMFA ومحاذاة في اتجاه التدفق (الشكل 6). أشار الفحص المجهري البؤري إلى أن جميع أسطح القنوات الوعائية كانت مغطاة بالخلايا البطانية ، مما شكل تجويفا كاملا ثلاثي الأبعاد في bMFA18....

Watch this Scientific Journal Video about A Microphysiological System to Study Leukocyte-Endothelial Cell Interaction during Inflammation at JoVE.com

A Microphysiological System to Study Leukocyte-Endothelial Cell Interaction during Inflammation

في هذا البروتوكول ، يتم استخدام فحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية ، والتي يمكن أن تعيد إنتاج بيئة الأوعية الدموية الدقيقة ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية وإعادة إنتاج سلسلة التصاق / هجرة الكريات البيض بأكملها ، لدراسة تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض في الأمراض الالتهابية.

نظام فسيولوجي دقيق لدراسة تفاعل الخلايا البطانية الكروية البيض أثناء الالتهاب

Leukocyte-endothelial cell interactions play an important role in inflammatory diseases such as sepsis. During inflammation, excessive migration of ...

تلعب تفاعلات الخلايا البطانية الكروية البيض دورا مهما في الأمراض الالتهابية مثل الإنتان. غالبا ما يسبب خلل تنظيم الالتهاب تغييرا في وظيفة حاجز بطانة الأوعية الدموية والاتجار المفرط بالكريات البيض ، مما قد يؤدي إلى تلف الأعضاء. إن فحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية ، ما نسميه bMFA ، يعيد إنتاج التضاريس وظروف التدفق لشبكات الأوعية الدموية الدقيقة داخل الجسم الحي ويسمح بالتقييم في الوقت الفعلي للتدحرج ، والالتصاق الثابت ، والانتشار ، وهجرة العدلات إلى حجرة الأنسجة.تتمثل إحدى نقاط قوة فحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية في القدرة على استخدام الخلايا البشرية الأولية وعينات المرضى ذات الصلة سريريا لزيادة الترجمة السريرية وفحص العلاجات المحتملة بسرعة. وسيقوم بعرض الإجراءات السيد تشينغليانغ يانغ، وهو مساعد باحث دراسات عليا من مختبري. ابدأ في إدخال الأنبوب الذي يبلغ طوله حوالي بوصة واحدة داخل المنافذ باستخدام ملقط ناعم ، باستثناء منفذ مدخل واحد.باستخدام مشابك الفك ، قم بتثبيت منفذي المخرج وحجرة الأنسجة معا. تمييع محلول مخزون الفيبرونيكتين إلى 100 ميكروغرام لكل ملليلتر مع PBS. قم بتحميل حقنة سعة ملليلتر واحد متصلة بإبرة حادة قياس 24 بمحلول الفيبرونيكتين المخفف وقم بتوصيل المحقنة بأنبوب طوله أربع بوصات.أدخل الأنبوب في منفذ المدخل المفتوح ، ثم ادفع المكبس حتى يتم تحرير الفيبرونيكتين البشري من منفذ مدخل آخر وتثبيته. كرر العملية للمنافذ المتبقية حتى تمتلئ جميع القنوات وحجرة الأنسجة والأنابيب بمحلول الفيبرونيكتين البشري. قم بإزالة الإبرة ولكن حافظ على إدخال الأنابيب التي يبلغ طولها أربع بوصات وفتحها.لإجراء إزالة الغاز ، قم بتوصيل الأنابيب غير المثبتة بالتمهيدي الهوائي المتصل بخزان نيتروجين مضغوط بضغط قدره خمسة أرطال لكل بوصة مربعة لمدة 15 دقيقة. تحت المجهر ، تحقق من عدم وجود فقاعات هواء محاصرة داخل القناة أو حجرة الأنسجة وأعد توصيل الجهاز إذا كانت فقاعات الهواء موجودة. قم بإزالة الجهاز من التمهيدي الهوائي واحتضنه عند 37 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة.باستخدام وسائط زراعة الخلايا البطانية الدقيقة للرئة البشرية التي تم تسخينها مسبقا ، اغسل جميع القنوات وحجرة الأنسجة. بعد حصاد الخلايا البطانية كما هو موضح في مخطوطة النص ، قم بتكسير الخلايا عن طريق الطرد المركزي لمدة خمس دقائق في 150 مرة G.In مضخة المحاقن القابلة للبرمجة ، وقم بتركيب حقنة سعة ملليلتر واحد وقم بتوصيل الأنابيب بالإبرة الحادة. اسحب ما يقرب من 20 ميكرولتر من تعليق الخلية إلى الأنابيب دون السماح لها بالدخول إلى برميل المحقنة.قم بإزالة المشبك من منفذ منفذ إخراج الجهاز. قم بتوصيل الأنبوب بمنفذ المدخل دون إدخال أي فقاعة هواء في القناة. أوقف المضخة بمعدل تدفق من أربعة إلى ثمانية ميكرولترات في الدقيقة وراقب تحت المجهر.أوقف المضخة عندما تمتلئ القنوات بالخلايا. مشبك المخرج وقطع أنابيب المدخل. ضع الجهاز في الحاضنة لمدة أربع ساعات عند 5٪ من ثاني أكسيد الكربون و 37 درجة مئوية.بعد أربع ساعات من الحضانة ، قم بإعداد حقنة أخرى وملئها بوسائط زراعة الخلايا الطازجة. قم بتركيب المحقنة في مضخة حقنة وقم بتوصيلها بمنفذ المدخل. قم بإزالة المشبك من منفذ الإخراج.مرر الوسائط الجديدة عبر الجهاز لمدة خمس دقائق تقريبا بسرعة تتراوح بين أربعة وثمانية ميكرولترات في الدقيقة لإزالة الخلايا العائمة أو غير المتصلة. قم بإعداد حقنة عن طريق ملئها بوسائط زراعة الخلايا الطازجة. قم بتركيب المحقنة في مضخة حقنة وقم بتوصيلها بمنفذ مدخل واحد مع إبقاء منفذ المخرج مفتوحا.ضع الجهاز في حاضنة عند 37 درجة مئوية و 5٪ ثاني أكسيد الكربون. قم ببرمجة مضخة المحقنة لزراعة الخلايا البطانية تحت التدفق كما هو موضح في مخطوطة النص. باستخدام المجهر ، تحقق من bMFA بعد 48 ساعة من الثقافة تحت التدفق.أشار المجهر البؤري إلى أن جميع أسطح القنوات الوعائية كانت مغطاة بالخلايا البطانية ، مما شكل تجويفا كاملا 3D في bMFA. بعد تحضير ثلاثة أجهزة bMFA مختلفة ، قم بتحميل ثلاثة محاقن بملليلتر واحد مع وسائط زراعة الخلايا أو TNF-alpha أو TNF-alpha جنبا إلى جنب مع مثبط PKC delta على التوالي ، حيث يتم استخدام TNF-alpha والسيتوكين الالتهابي لتحفيز الخلايا البطانية والعدلات. مثبط دلتا PKC هو مثبط جديد مضاد للالتهابات.قم بتوصيل المحاقن الثلاثة المحملة بثلاثة أجهزة bMFA. باستخدام TNF-alpha أو TNF-alpha العازل مع مثبط إضافي ، عالج الخلايا البطانية الوعائية الدقيقة للرئة البشرية لمدة أربع ساعات بمعدل 0.1 ميكرولتر في الدقيقة. بعد عزل العدلات البشرية كما هو موضح في مخطوطة النص ، أعد تعليق العدلات في 999 ميكرولتر من مخزن HEPES المؤقت وأضف ميكرولتر واحد من محلول مخزون صبغة CFDA SE 10 ملليمولار إلى التعليق ، مما أدى إلى حل عمل 10 ميكرومولار من CFDA SE واحتضانه لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة.اغسل الخلايا مرتين باستخدام مخزن HEPES المؤقت عن طريق الطرد المركزي للمحلول لمدة خمس دقائق عند 315 مرة G.بعد حساب الخلايا ، أعد التعليق عند 2 مليون عدلة لكل ملليلتر في وسائط زراعة الخلايا أو TNF-alpha أو TNF-alpha المضافة مع مثبط PKC delta واحتضانها في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة. املأ المحقنة بميكرومولار واحد من جاذب كيميائي ، fMLP ، تم إعداده في وسائط زراعة الخلايا. افتح مدخلا واحدا ومنفذ منفذ واحد من bMFA.قم بإزالة أنبوب المنفذ من حجرة الأنسجة وأدخل أنبوب fMLP. حقن ما يقرب من 20 ميكرولتر من fMLP في حجرة الأنسجة لجميع bMFA ، وترك واحد يعالج مع وسائط زراعة الخلايا. قطع الأنابيب والمشبك عليه.قم بملء المحقنة بحوالي 200 ميكرولتر من تعليق العدلات وقم بتركيب المحقنة على مضخة المحقنة. بعد وضع الجهاز على مرحلة المجهر المقلوب ، اضبط معدل التدفق على ميكرولتر واحد في الدقيقة وابدأ تشغيل المضخة. انتظر حتى تخرج قطرة صغيرة من تعليق العدلات من الأنبوب وأدخل الأنبوب في منفذ المدخل.تتدفق العدلات ذات العلامات الفلورية إلى القنوات الوعائية وتتفاعل مع الخلايا البطانية وظروف التدفق ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية. بعد 10 دقائق من بدء التجربة ، افتح برنامج تحليل الصور ، وقم بتبديل العدسة الموضوعية إلى 10x ، واستخدم عصا التحكم في المرحلة لتوسيط الجهاز تحت المجهر. للحصول على خريطة الالتصاق، انتقل إلى اكتساب، وانقر فوق مسح صورة كبيرة ضوئيا.نافذة جديدة تنبثق. اختر عدسة الهدف 10x واضبط خيار الحقل، على سبيل المثال، 5 × 3. انقر فوق مسح ضوئي، وانقر فوق ملف، واحفظ خريطة الالتصاق.للحصول على خريطة الترحيل لتحليل الترحيل، قم بتوسيط الجهاز تحت المجهر باستخدام عصا التحكم في المرحلة. انقر فوق عرض، عناصر التحكم في الاستحواذ، اكتساب ND. نافذة جديدة تنبثق.قم بتعيين المسار لحفظ الملف واكتب اسم الملف. تحقق من وظيفة الصورة الكبيرة، واضبط منطقة المسح الضوئي، على سبيل المثال، 5 × 3. تحقق من وظيفة الوقت، واضبط الفاصل الزمني على أنه خمس دقائق، والمدة على أنها 60 دقيقة.التقط صورا بفاصل زمني لحجرة الأنسجة، مع التقاط صورة واحدة كل خمس دقائق خلال الساعة التالية. تظهر محاكاة CFD نمط التدفق الرقائقي في القنوات الوعائية ، باستثناء مناطق التشعب حيث يتم إزعاج نمط التدفق. بعد إجراء فحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية ، كشفت صور تباين الطور أن أسطح القنوات الوعائية كانت مغطاة بخلايا بطانية ، ومحاذاة في اتجاه تدفق القص بعد 48 ساعة من الزرع.تم إجراء التصوير الفلوري باستخدام المجهر البؤري ، مما يشير إلى أن الخلايا البطانية تشكل تجويفا كاملا ثلاثي الأبعاد في bMFA تم الحصول على خريطة التصاق العدلات ، والتي كشفت عن وجود التصاق كبير للعدلات بالخلايا البطانية في bMFA. كشفت خريطة هجرة العدلات في bMFA أنه عند تنشيط TNF-alpha ، تحدث هجرة كبيرة للعدلات داخل حجرة الأنسجة ، في حين لم يلاحظ أي هجرة من هذا القبيل دون تنشيط TNF-alpha. أظهرت خريطة الالتصاق التي تربط التوزيع المكاني للعدلات بمعدل القص أن التصاق العدلات حدث بشكل تفضيلي في الأوعية ذات معدل القص المنخفض ومناطق التشعب القريبة.علاوة على ذلك ، يزيد علاج TNF-alpha بشكل كبير من الالتصاق ، والذي تم تثبيطه باستخدام مثبط PKC delta. وأشار تحليل صور الفاصل الزمني إلى أن تنشيط TNF للخلايا البطانية يزيد من هجرة العدلات استجابة ل fMLP ، في حين أن العلاج باستخدام مثبط دلتا PKC يقلل من الهجرة مقارنة بالخلايا المعالجة TNF-alpha. وبالتالي ، يمكن استخدام bMFA لاختبار فعالية علاج جديد لعلاج الأمراض الالتهابية.يمكن أيضا استخدام bMFA لدراسة سلامة البطانة عن طريق قياس المتغيرات مثل النفاذية والمقاومة الكهربائية عبر البطانية ، وما يسمى TEER ، وتعبير جزيء الالتصاق أثناء الالتهاب. يمكن لفحص الموائع الدقيقة المحاكاة الحيوية أن يحاكي البيئة الدقيقة للأعضاء المختلفة ولا يقتصر على أنواع أو أنواع الخلايا المفردة ، ويمكنه أيضا نمذجة اتصال الخلية / الخلية الحاسم لوظيفة العضو ونمذجة الأمراض المختلفة.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

تصميم مفاعل حيوي لضغط الدوري السابقين فيفو دراسة صمامات القلب الأورطي

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Constructing a Low-budget Laser Axotomy System to Study Axon Regeneration in C. elegans

Constructing a Low-budget Laser Axotomy System to Study Axon Regeneration in C. elegans

بناء منخفض الميزانية Axotomy نظام ليزر لدراسة التجديد في أكسون C. ايليجانس</em

Laser axotomy followed by time-lapse microscopy is a sensitive assay for axon regeneration phenotypes in C. elegans1.  The main difficulty of this assay ...

An Experimental System to Study Mechanotransduction in Fetal Lung Cells

والنظام التجريبي لدراسة Mechanotransduction في خلايا رئة الجنين

Mechanical forces generated in utero by repetitive breathing-like movements and by fluid distension are critical for normal lung development. A key ...

Microfabrication of Nanoporous Gold Patterns for Cell-material Interaction Studies

التصنيع الدقيق لأنماط ذهب نانوية مسامية للدراسات التفاعل الخلوي المواد

Nanostructured materials with feature sizes in tens of nanometers have enhanced the performance of several technologies, including fuel cells, biosensors, ...

Assessing Leukocyte-endothelial Interactions Under Flow Conditions in an Ex Vivo Autoperfused Microflow Chamber Assay

Assessing Leukocyte-endothelial Interactions Under Flow Conditions in an Ex Vivo Autoperfused Microflow Chamber Assay

تقييم التفاعلات الكريات البيض البطانية تحت ظروف التدفق في<em&gt; فيفو السابقين</em&gt; الفحص Autoperfused غرفة Microflow

Leukocyte-endothelial interactions are early and critical events in acute and chronic inflammation and can, when dysregulated, mediate tissue injury ...

Concentric Gel System to Study the Biophysical Role of Matrix Microenvironment on 3D Cell Migration

نظام جل متحدة المركز لدراسة دور الفيزيائية الحيوية من مصفوفة المكروية في 3D خلية الهجرة

The ability of cells to migrate is crucial in a wide variety of cell functions throughout life&#160;from embryonic development and wound healing&#160;to ...

Live Cell Imaging during Mechanical Stretch

يعيش التصوير خلية خلال الإمتداد الميكانيكية

There is currently a significant interest in understanding how cells and tissues respond to mechanical stimuli, but current approaches are limited in ...

Construction of Defined Human Engineered Cardiac Tissues to Study Mechanisms of Cardiac Cell Therapy

بناء المهندسة القلب الأنسجة تعريف الإنسان لدراسة آليات العلاج الخلوي القلب

Human cardiac tissue engineering can fundamentally impact therapeutic discovery through the development of new species-specific screening systems that ...

A Microfluidic System with Surface Patterning for Investigating Cavitation Bubble(s)&#8211;Cell Interaction and the Resultant Bioeffects at the Single-cell Level

A Microfluidic System with Surface Patterning for Investigating Cavitation BubblesÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œCell Interaction and the Resultant Bioeffects at the Single-cell Level

نظام ميكروفلويديك مع الزخرفة السطحية للتحقيق فقاعة التجويف (ق) التفاعل -Cell وBioeffects الناتجة على مستوى وحيدة الخلية

In this manuscript, we first describe the fabrication protocol of a microfluidic chip, with gold dots and fibronectin-coated regions on the same glass ...

DNA Nanotubes as a Versatile Tool to Study Semiflexible Polymers

النانومترية الحمض النووي كأداة مرنة لدراسة البوليمرات سيميفليكسيبلي

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of ...