人源肺芯片的急性放射损伤及药物时程检测
在人源肺泡芯片中建立急性放射损伤，测量 DNA 损伤、炎症及屏障通透性，比较药物早期和后期作用。
用途与模型
- 研究用途
- 观察洛伐他汀和泼尼松龙对放射损伤的作用，并追踪短期保护与后续屏障变化。
- 模型与细胞来源
- 原代人肺泡上皮细胞与肺微血管内皮细胞，相关炎症实验加入人外周血单个核细胞。
- 方法版本
- 2023 年肺泡上皮—内皮共培养、免疫细胞参与版本
- 实验形式
- 使用多孔膜双通道和气液界面培养，周期形变幅度 5%、频率 0.25 Hz；培养 14 天后在第 15 天辐照，随访辐照后 7 天。
材料与平台
- 细胞和培养流动
- 肺泡上皮细胞 P3、微血管内皮细胞 P5；培养灌流 45 μL/h。
- 损伤与药物比较
- 不同辐射剂量，包括 16 Gy；洛伐他汀于辐照前 3 小时处理，另设泼尼松龙及未加药参照。
- 屏障检测
- 使用 40 kDa 异硫氰酸荧光素（FITC）标记葡聚糖，示踪流速为 120 μL/h，以两侧外流液计算表观通透性。
- 损伤和炎症检测
- 53BP1 等核损伤标志、细胞形态、活性氧、细胞因子和上皮/内皮分开的转录检测。
测量指标与分析
- 屏障表观通透性
- 细胞核 DNA 损伤标志
- 细胞形态
- 活性氧
- 炎症分泌与转录变化
按剂量、药物和观察时间分层比较，同时区分上皮和内皮结果；药物效应追踪至第 7 天，保留第 5 天后屏障变化。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 辐射剂量与免疫细胞参与比较后，检测两种药物的早期及延迟效应。
- 测试范围
- 细胞因子和部分基因检测每组 4 个芯片；核斑点与细胞形态计数为同芯片内观察，具体层级按图注。
- 参照体系
- 未辐照、无免疫细胞、未加药辐照及泼尼松龙参照。
- 研究结果
- 洛伐他汀减轻早期 DNA 损伤和炎症，最初 48 小时屏障较好；第 5 天后通透性增加，屏障损伤比未加药辐照组更早。
适用条件与研究局限
- 观察窗口为急性 1 周，未建立慢性肺纤维化模型。
- 未纳入成纤维细胞或中性粒细胞。
- 不同时间及指标的药物反应分别判断；HO-1 相关结果不支持简单单向保护结论。
来源与原文
- A human lung alveolus-on-a-chip model of acute radiation-induced lung injury.原始研究 · Nature Communications · 2023-10-16