呼吸形变与人源细胞构成肺泡屏障
放射治疗相关肺损伤涉及屏障破坏、细胞 DNA 损伤和炎症，单一细胞培养较难同时观察这些过程。美国波士顿儿童医院（Boston Children’s Hospital）与哈佛大学（Harvard University）等团队在 Nature Communications 报道人源肺泡芯片，用于研究急性放射损伤及药物干预。
芯片采用原代人肺泡上皮细胞和肺微血管内皮细胞，两者分处多孔膜两侧。团队先建立气液界面，再施加 5%、0.25 Hz 的周期性形变，模拟呼吸运动。经过 14 天培养，装置形成具有屏障功能的肺泡—毛细血管界面。
研究在第 15 天施加不同剂量辐射。常规培养流速为 45 μL/h，通透性检测另用 120 μL/h 的示踪灌流条件。两套条件分别服务于模型维持和屏障测量。
辐射剂量与观察时间影响损伤表现
DNA 损伤检测采用细胞核中的 53BP1 等标志。较低辐射剂量即可增加损伤相关斑点，高剂量还引起细胞形态和屏障变化。16 Gy 处理后 6 小时，屏障通透性约增至未辐照组的 7 倍；12 Gy 在这一时间点未产生相同的屏障改变。
团队加入人外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC），比较免疫细胞参与前后的炎症。PBMC 存在时，多种炎症指标可持续至第 7 天；没有这些细胞的芯片以及静态培养比较没有重现相同的持续反应。
这一设计分别测量辐射对上皮、内皮及免疫细胞参与过程的影响。屏障通透性、细胞核损伤、形态和炎症分泌相互补充，使药物干预可以在多个层面被比较。
第 7 天的内皮与上皮反应不同
团队分别分析两侧细胞的转录组。辐照后 6 小时，DNA 损伤与细胞周期相关反应较突出；第 7 天，炎症和免疫相关信号更明显，内皮侧的变化范围也较大。
第 7 天检测到的差异表达基因中，上皮侧为 595 个，内皮侧为 1,519 个。内皮侧富集的反应包括炎症、TNF 信号和补体相关过程，上皮侧则显示干扰素反应等变化。研究据此选择后续药物和通路干预的观察指标。
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洛伐他汀与泼尼松龙对早期损伤和炎症的作用不同
药物实验在辐照前给予洛伐他汀，并用泼尼松龙作比较。洛伐他汀处理后，上皮与内皮中的 DNA 损伤标志减少，早期活性氧水平和上皮细胞肥大也降低。第 1 天的 IL-6、IL-8、TNF-α 和 ICAM-1 检测均显示炎症反应减弱。
泼尼松龙也减少部分 DNA 损伤和形态变化，并降低 IL-6、ICAM-1 等指标，但 IL-8 和 TNF-α 仍高于未辐照参照。两种药物的早期作用因此通过具体指标分别呈现。
延长观察后，洛伐他汀组较早出现屏障泄漏
洛伐他汀在辐照后最初 48 小时内维持较好的屏障状态，随后结果改变。到第 5 天，通透性明显增加，并出现上皮通道液体积聚；这一屏障破坏比未加药辐照组更早发生。
研究同时追踪了血红素加氧酶 HO-1 及其编码基因 HMOX1。药物与基因干预的结果提示该通路与损伤过程有关，不同时间和指标的反应存在差别。早期炎症缓解与后期屏障恶化，也因此在药物评价中分别呈现。
药物比较覆盖 1 周内的急性反应，芯片未纳入成纤维细胞或中性粒细胞。在这一观察窗口中，洛伐他汀对早期 DNA 损伤和炎症的改善，与第 5 天后屏障通透性增加同时被记录。