灌流血管芯片的连续电阻与炎症反应测量
在人脐静脉内皮细胞（HUVEC）管状结构中连续记录跨内皮电阻（TEER），并结合连接染色、免疫细胞黏附及迁移比较。
用途与模型
- 研究用途
- 研究血管内皮屏障随炎症刺激和免疫细胞相互作用的变化。
- 模型与细胞来源
- 人脐静脉内皮细胞（HUVEC）管状结构；部分条件加入外周血单个核细胞（PBMC）。
- 方法版本
- 原研究所述 OrganoPlate 3-lane 64 与 OrganoTEER 测量版本
- 实验形式
- 标准板中的 64 个三通道芯片；凝胶通道与灌流管腔相邻。
材料与平台
- 炎症刺激
- 肿瘤坏死因子 α（TNFα）、干扰素 γ（IFNγ）或两者联合，0.1、1、10、100 ng/mL，记录约 44 小时。
- 免疫细胞比较
- 每个芯片加入 20000 个未经刺激或预先受刺激的 PBMC；部分条件加入 10 ng/mL TNFα 与 IFNγ，邻近通道用 800 ng/mL CXCL12。
- 屏障与形态检测
- OrganoTEER 多频阻抗测量；细胞间黏附分子 1（ICAM-1）、血管内皮钙黏蛋白（VE-cadherin）与 CD45 免疫荧光成像；PBMC 黏附、迁移和细胞圆度分析。
测量指标与分析
- 跨内皮电阻（TEER）时间曲线
- ICAM-1 染色
- VE-cadherin 染色及细胞圆度
- PBMC 黏附与迁移数量
多频阻抗经补偿和等效电路拟合获得屏障电阻，再乘以估算界面面积 0.0057 cm²，换算为 Ω·cm²；结果图比较相对于基础值的 TEER 变化。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 分别比较两种炎症因子及联合浓度条件，并比较受刺激/未经刺激的 PBMC 与是否加入趋化因子。
- 测试范围
- 炎症因子实验累计 160 个芯片；免疫实验为 98 个芯片。图 3 为 3 次独立实验，每次每条件 3–5 个芯片；图 4/5 标注 2 次独立实验，每次每条件 3–6 个芯片。
- 参照体系
- 培养液对照、单因子与联合条件、未经刺激的 PBMC，以及无 CXCL12 的对应条件。
- 研究结果
- TNFα 引起早期 TEER 下降后恢复；多数联合浓度条件持续下降。受刺激 PBMC 使 TEER 下降和黏附增加；CXCL12 与炎症因子联合时迁移增加。
适用条件与研究局限
- HUVEC 模型及约 48 小时暴露反映本研究使用的血管屏障条件。
- TNFα 单独组的电阻恢复时仍有细胞形态和连接染色变化。
- 加入 CXCL12 增加了联合炎症条件下的 PBMC 迁移，但对应 TEER 曲线没有显著差异。
来源与原文
- Vascular inflammation on a chip: A scalable platform for trans-endothelial electrical resistance and immune cell migration原始研究 · Frontiers in Immunology · 2023-01-24