电阻谱学量化了皮肤屏障功能在器官类型的体外表皮模型中的量化

科学领域:

• 皮肤病学 皮肤病学
• 毒理学 毒理学 毒理学
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 三维人体表皮相应物 (HEEs) 是用于皮肤研究的先进器官类型模型.
• 评估表皮屏障功能在皮肤病学和毒理学中至关重要.
• 高等教育评估的非侵入性方法是非常理想的.

研究的目的:

• 调查电阻谱学 (EIS) 对HEE表皮屏障功能的非侵入性评估的实用性.
• 为了将EIS测量与关键的表皮参数如分化和厚度相关联.
• 评估EIS对炎症状况和治疗干预措施的敏感性.

主要方法:

• 开发了一个定制的EIS设置,与高等教育机构的24个穿孔系统集成.
• 在7天内进行了连续EIS测量,但没有影响HEE形态.
• 分析了阻抗光谱,以确定与表皮特性相关的频率范围.
• 利用CRISPR/Cas9工程的HEEs缺乏差异化基因.
• 将细胞因子尾酒和治疗分子应用于HEEs.

主要成果:

• EIS测量显示了可比的趋势,无论是连续执行还是一次执行.
• 确定了两个频率范围:与角质细胞末端分化相关的EIS^diff和与角质层厚度相关的EIS^SC.
• 确认了质细胞终端分化作为EIS^diff的主要决定因素.
• 促炎性细胞因子降低了EIS^diff,反映出差异化标志物减少.
• 治疗性分子刺激使细胞因子诱导的EIS^diff的减少正常化.

结论:

• EIS提供了一种非侵入性的定量方法,用于连续评估HEE屏障功能.
• 电子信息系统可以灵敏客观地测量表皮屏障的发展,缺陷和修复.
• 这种技术对临床前研究和监管毒理学应用具有前景.