纳米IEA:一种基于纳米模式的跨数字电极阵列阻抗测试,用于实时测量对齐的内皮细胞屏障功能
Jong Seob Choi1,2, Hyun Myung Doo3,4,5, Byunggik Kim6
1Department of Biomedical Engineering, Center for Microphysiological Systems, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, 21205, USA.
Advanced healthcare materials
|October 11, 2023
概括
一种新的阻抗测试使用纳米模式电极和特殊涂层来对齐内皮细胞 (ECs). 这种对齐增强了EC屏障功能,提供了一种实时测量细胞密度的新方法.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞生物学 细胞生物学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 内皮细胞 (EC) 屏障功能对于组织稳定至关重要,并受到细胞对齐的影响.
- 目前用于测量EC屏障功能的现有方法缺乏对对齐细胞的实时定量能力.
- 纳米拓和特定的分子涂层可以影响内皮细胞的行为和粘附.
研究的目的:
- 开发一种基于纳米模式的交数字电极阵列 (nanoIEA) 的阻抗测定,用于对齐的内皮细胞 (EC) 屏障功能的实时定量测量.
- 为了研究生物灵感聚3,4-二-L-氨 (poly-l-DOPA)) 涂层对人类大脑EC粘附和对齐对Nafion纳米模式的影响.
- 评估异型纳米拓和糖原合成酶激酶-3抑制剂 (GSK3i) 治疗对EC屏障紧密性的协同效应.
主要方法:
- 开发一个纳米IEA测定集成与I-DOPA涂层Nafion纳米模式.
- 人类大脑ECs在准备好的纳米图案表面上的培养和调整.
- 使用阻抗和电阻对EC屏障功能的实时定量测量.
- 基因和蛋白质表达与细胞-细胞结合相关的分析 (紧密和粘附结合,克劳丁).
- 用GSK3i进行治疗,以评估对EC屏障性质的协同效应.
主要成果:
- 涂有Poly ((l-DOPA) 涂层的Nafion纳米模式成功诱导了人类大脑ECs的对齐.
- 与非对齐的EC相比,对齐的EC表现出较高的紧张和粘附结蛋白的表达.
- 纳米IEA测试表明,在对齐的EC中增强了阻抗和电阻.
- 纳米拓和GSK3i的联合治疗进一步增加了EC屏障功能和克劳丁表达.
- 该试验能够实时测量由于更紧密的细胞 - 细胞结合而增强的屏障功能.
结论:
- 开发的纳米IEA测定有效地创建生物模拟一致的EC,并允许实时测量它们的增强屏障功能.
- 不同类型的矩阵纳米拓学与聚烯 (l-DOPA) 涂层相结合,促进了EC对齐,并改善了细胞-细胞紧密性.
- 纳米拓和GSK3i处理的协同效应显著提高了EC屏障的完整性,通过增加阻抗,电阻和克劳丁表达来表明.
