多尺度计算模型预测了环境变化和治疗如何影响纤维化疾病中的微血管重塑

科学领域:

• 综合生物学和计算建模.
• 组织工程和再生医学.
• 纤维化肺部疾病的病理生理学

背景情况:

• 异常性肺纤维化 (IPF) 涉及微血管重塑,损害气体交换和肺功能.
• 疾病引起的组织微环境的改变会动态地影响微血管网络.
• 了解细胞对生物机械和生物化学线索的反应对于治疗开发至关重要.

研究的目的:

• 研究IPF中的生物机械和生物化学因素如何影响细胞命运决定,推动微血管重塑.
• 探索宁泰达尼布和细胞外矩阵 (ECM) 刚性对微血管完整性的联合影响.
• 确定潜在的治疗策略,如YAP/TAZ抑制,以恢复微血管平衡.

主要方法:

• 开发和应用一个集成的多尺度计算模型.
• 通过独立的实验研究验证模型预测.
• 对细胞命运决定的分析,包括内皮细胞 (EC) - 细胞合和细胞 - 肌纤维细胞过渡.

主要成果:

• 计算模型预测,增加的ECM刚度减少了微血管面积和EC-pericyte脱.
• 预测,丁丁达尼布通过改变细胞周围细胞状态,在硬的ECM环境中加剧了微血管回归.
• 建议抑制YAP/TAZ以恢复EC-pericyte合并维持微血管平衡,从而可能克服宁泰达尼布的不良影响.

结论:

• 综合计算和实验方法成功地预测和解释疾病诱导的组织变化和治疗反应.
• 微环境硬度和药理干预措施在IPF中显著影响微血管重塑.
• 准YAP/TAZ通路是一个有前途的策略,可以在IPF中保护微血管功能.