在过渡性和持续性缺氧下,内皮细胞的代谢变化:使用3D微容器芯片模型进行研究
Kanchana Pandian1, Anton Jan van Zonneveld2, Amy Harms1
1Division of Systems Biomedicine and Pharmacology, LACDR, Leiden University, Leiden, The Netherlands.
Tissue barriers
|November 25, 2024
概括
这项研究揭示了缺氧如何影响细胞代谢,突出了2D和3D模型之间的差异. 它显示缺氧诱导因子-1α (HIF-1α) 和剪切应力调节氧化 (NO) 和生物活性脂质.
科学领域:
- 细胞和分子生物学 细胞和分子生物学
- 身体生理学 身体生理学
- 生物化学 生化学
背景情况:
- 缺氧激活信号通路,包括氧化 (NO),以促进血管生成.
- 在缺氧下的3D流量模型中,阿金氨酸代谢和生物活性脂质的作用尚未完全理解.
- 人类冠状动脉内皮细胞 (HCAECs) 对血管健康至关重要.
研究的目的:
- 在短暂和持续的缺氧下,研究HCAEC中的氨酸特异性代谢物和生物活性脂质.
- 为了比较2D静态培养和3D微容器芯片模型之间的这些代谢概况.
- 阐明涉及缺氧诱导因子-1α (HIF-1α) 和剪切应力的调节机制.
主要方法:
- 在2D静态和3D微容器芯片模型中培养HCAEC.
- 暴露细胞过渡和持续的低氧条件.
- 分析了目标代谢物水平,实时测量了氧气,并对HIF-1α进行了免疫染.
主要成果:
- 在两种模型中,在两个低氧条件下都观察到NO代谢物的稳健调节.
- 经过短暂缺氧的2D模型显示,生物活性脂质中的氧化应激标记物增加,与3D模型不同.
- 生物活性脂质反应在2D中由HIF-1α调节,并在3D模型中由HIF-1α加剪压调节.
结论:
- 缺氧显著影响内皮细胞中的氨酸代谢和生物活性脂质配置文件.
- 3D微血管模型提供了一个更具生理相关性的平台,减轻2D中所见的缺氧诱导的氧化应激.
- HIF-1α和剪切应力是这些代谢通路的关键调节者,在二维和三维环境中发挥着不同的作用.
