工程机械微环境:基板和流力学的整合揭示了对内皮细胞糖核的影响

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 机械生物学 机械生物学
• 血管生物学 血管生物学

背景情况:

• 内皮葡萄糖 (GCX) 对于血管健康至关重要,它调节屏障功能和机械传导.
• 高血压引起的血管硬会破坏GCX功能,导致内皮功能障碍和动脉样硬化.
• 现有的体外模型不能充分复制体内条件来研究GCX机械转导.

研究的目的:

• 开发和使用一种新的体外系统,该系统可以在生理流体剪切应力下模拟变化的内皮细胞 (EC) 基质刚度.
• 为了研究病理性硬度对EC甘油成分和相关机械转导通路的影响.
• 为在机械应力下全面检查EC功能提供一个现实的平台.

主要方法:

• 开发了具有生理学 (5 kPa) 和病理学 (10 kPa) 刚性的凝甲基酸盐 (GelMA) 基底.
• 在基板上播种人类静脉ECs (HUVECs),并将其置于持续的生理剪切应力 (12dyn/cm2) 之下.
• 分析了关键的葡萄糖的组成部分 (硫酸,酸,酸) 和机械转导标记物 (syndecan-1,CD44,YAP).

主要成果:

• 病理性硬度 (10 kPa) 降低了硫酸肝素的覆盖和厚度,表明屏障功能受损.
• 在10kPa时增加酸密度表明增强的炎症招募.
• 在病理性硬度下观察到CD44表达升高和Yes相关蛋白 (YAP) 激活 (核转位) 的增加.

结论:

• 变化的EC基质刚度显著影响了葡萄糖的组成和完整性.
• 病态度通过涉及CD44和YAP激活的机制促进EC功能障碍.
• 该模型促进了对EC GCX功能的机械刺激的理解,并突出了血管健康的潜在机械治疗策略.