Name: 体外研究 胎儿人体血管芯片模型研究发育机械生物学 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-07-28T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: 了解利用人诱导多能干细胞分化结合流体芯片机械刺激研究内皮细胞发育机械生物学的实验方法。该方案可获得约85%纯度的CD34阳性细胞，为血管生物学研究提供可靠工具。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本工作获得了欧洲血液学协会2021年研究高级资助、美国血液学会2021年全球研究奖，以及由惠康信托基金和爱丁堡大学资助的内部战略支持基金ISSF3的资助。我们感谢流式细胞术平台的Fiona Rossi在流式细胞术分析中提供的支持。为了开放获取的目的，作者已对本投稿所产生的任何作者接受稿版本应用了知识共享署名（CC BY）许可。

Differentiation and Mechanical Stimulation of hiPSC-Derived Endothelial Cells

<ol><li>Copp, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Death+before+birth%3A+clues+from+gene+knockouts+and+mutations%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Genetics%22%5BJournal%5D)">Death before birth: clues from gene knockouts and mutations.</a> Trends in Genetics. 11 (3), 87-93 (1995).</li>
<li>Ji, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Onset+of+cardiac+function+during+early+mouse+embryogenesis+coincides+with+entry+of+primitive+erythroblasts+into+the+embryo+proper%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Onset of cardiac function during early mouse embryogenesis coincides with entry of primitive erythroblasts into the embryo proper.</a> Circulation Research. 92 (2), 133-135 (2003).</li>
<li>Peacock, H. M., Daems, M., Jones, E. A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+control+of+endothelial+cell+fates+in+development%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiac+and+Vascular+Biology%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic control of endothelial cell fates in development.</a> Cardiac and Vascular Biology. 8, 127-166 (2021).</li>
<li>Chong, D. C., Koo, Y., Xu, K., Fu, S., Cleaver, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stepwise+arteriovenous+fate+acquisition+during+mammalian+vasculogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Dynamics%22%5BJournal%5D)">Stepwise arteriovenous fate acquisition during mammalian vasculogenesis.</a> Developmental Dynamics. 240 (9), 2153-2165 (2011).</li>
<li>Jaffredo, T., Gautier, R., Eichmann, A., Dieterlen-Lièvre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraaortic+hemopoietic+cells+are+derived+from+endothelial+cells+during+ontogeny%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Intraaortic hemopoietic cells are derived from endothelial cells during ontogeny.</a> Development. 125 (22), 4575-4583 (1998).</li>
<li>Zovein, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fate+Tracing+reveals+the+endothelial+origin+of+hematopoietic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Fate Tracing reveals the endothelial origin of hematopoietic stem cells.</a> Cell Stem Cell. 3 (6), 625-636 (2008).</li>
<li>Bertrand, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Haematopoietic+stem+cells+derive+directly+from+aortic+endothelium+during+development%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Haematopoietic stem cells derive directly from aortic endothelium during development.</a> Nature. 464 (7285), 108-111 (2010).</li>
<li>Boisset, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+haematopoietic+cells+emerging+from+the+mouse+aortic+endothelium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of haematopoietic cells emerging from the mouse aortic endothelium.</a> Nature. 464 (7285), 116-120 (2010).</li>
<li>Adamo, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+forces+promote+embryonic+haematopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Biomechanical forces promote embryonic haematopoiesis.</a> Nature. 459 (7250), 1131-1135 (2009).</li>
<li>Diaz, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+forces+promote+blood+development+through+prostaglandin+E2+and+the+cAMP-PKA+signaling+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Medicine%22%5BJournal%5D)">Biomechanical forces promote blood development through prostaglandin E2 and the cAMP-PKA signaling axis.</a> Journal of Experimental Medicine. 212 (5), 665-680 (2015).</li>
<li>North, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hematopoietic+stem+cell+development+is+dependent+on+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Hematopoietic stem cell development is dependent on blood flow.</a> Cell. 137 (4), 736-748 (2009).</li>
<li>Lundin, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((YAP+regulates+hematopoietic+stem+cell+formation+in+response+to+the+biomechanical+forces+of+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Cell%22%5BJournal%5D)">YAP regulates hematopoietic stem cell formation in response to the biomechanical forces of blood flow.</a> Developmental Cell. 52 (4), 446.e5-460.e5 (2020).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mimicry+of+embryonic+circulation+enhances+the+hoxa+hemogenic+niche+and+human+blood+development%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Mimicry of embryonic circulation enhances the hoxa hemogenic niche and human blood development.</a> Cell Reports. 40 (11), 111339(2022).</li>
<li>Azzoni, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+onset+of+circulation+triggers+a+metabolic+switch+required+for+endothelial+to+hematopoietic+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">The onset of circulation triggers a metabolic switch required for endothelial to hematopoietic transition.</a> Cell Reports. 37 (11), 110103(2021).</li>
<li>Li, Y. S. J., Haga, J. H., Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+basis+of+the+effects+of+shear+stress+on+vascular+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Molecular basis of the effects of shear stress on vascular endothelial cells.</a> Journal of Biomechanics. 38 (10), 1949-1971 (2005).</li>
<li>Batsivari, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+hematopoietic+stem+cell+development+through+functional+correlation+of+their+proliferative+status+with+the+intra-aortic+cluster+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Reports%22%5BJournal%5D)">Understanding hematopoietic stem cell development through functional correlation of their proliferative status with the intra-aortic cluster architecture.</a> Stem Cell Reports. 8 (6), 1549-1562 (2017).</li>
<li>Canu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+endothelial-to-haematopoietic+transition+at+the+single+cell+level+identifies+cell+cycle+regulation+as+a+driver+of+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biology%22%5BJournal%5D)">Analysis of endothelial-to-haematopoietic transition at the single cell level identifies cell cycle regulation as a driver of differentiation.</a> Genome Biology. 21 (1), 157(2020).</li>
<li>Luo, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arterialization+requires+the+timely+suppression+of+cell+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Arterialization requires the timely suppression of cell growth.</a> Nature. 589 (7842), 437-441 (2020).</li>
<li>Yang, C. -T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+KLF1+enhances+the+differentiation+and+maturation+of+red+blood+cells+from+human+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells%22%5BJournal%5D)">Activation of KLF1 enhances the differentiation and maturation of red blood cells from human pluripotent stem cells.</a> Stem Cells. 35 (4), 886-897 (2017).</li>
<li>Lopez-Yrigoyen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+human+iPSC+line+capable+of+differentiating+into+functional+macrophages+expressing+ZsGreen%3A+A+tool+for+the+study+and+in+vivo+tracking+of+therapeutic+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+Transactions+of+the+Royal+Society+B%3A+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">A human iPSC line capable of differentiating into functional macrophages expressing ZsGreen: A tool for the study and in vivo tracking of therapeutic cells.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 373 (1750), 20170219(2018).</li>
<li>Lopez-Yrigoyen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+and+characterization+of+human+macrophages+from+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Production and characterization of human macrophages from pluripotent stem cells.</a> Journal of Visualized Experiments. 2020 (158), (2020).</li>
<li>Fidanza, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+cell+analyses+and+machine+learning+define+hematopoietic+progenitor+and+HSC-like+cells+derived+from+human+PSCs%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Single cell analyses and machine learning define hematopoietic progenitor and HSC-like cells derived from human PSCs.</a> Blood. 136 (25), 2893-2904 (2020).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiji%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Takahashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+adult+human+fibroblasts+by+defined+factors%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.</a> Cell. 131 (5), 861-872 (2007).</li>
<li>North, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hematopoietic+stem+cell+development+is+dependent+on+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Hematopoietic stem cell development is dependent on blood flow.</a> Cell. 137 (4), 736-748 (2009).</li>
<li>Nguyen, J., Lin, Y. Y., Gerecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+next+generation+of+endothelial+differentiation%3A+Tissue-specific+ECs%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">The next generation of endothelial differentiation: Tissue-specific ECs.</a> Cell Stem Cell. 28 (7), 1188-1204 (2021).</li>
<li>Petazzi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arterial+cells+support+the+development+of+human+hematopoietic+progenitors+in+vitro+via+secretion+of+IGFBP2%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Arterial cells support the development of human hematopoietic progenitors in vitro via secretion of IGFBP2.</a> bioRxiv. , (2022).</li>
<li>Crosse, E. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-layered+spatial+transcriptomics+identify+secretory+factors+promoting+human+hematopoietic+stem+cell+development%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Multi-layered spatial transcriptomics identify secretory factors promoting human hematopoietic stem cell development.</a> Cell Stem Cell. 27 (5), 822(2020).</li>
<li>Calvanese, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+human+haematopoietic+stem+cells+from+haemogenic+endothelium+to+birth%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mapping human haematopoietic stem cells from haemogenic endothelium to birth.</a> Nature. 604 (7906), 534-540 (2022).</li>
<li>Zeng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracing+the+first+hematopoietic+stem+cell+generation+in+human+embryo+by+single-cell+RNA+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Research%22%5BJournal%5D)">Tracing the first hematopoietic stem cell generation in human embryo by single-cell RNA sequencing.</a> Cell Research. 29 (11), 881-894 (2019).</li>
<li>Hwa, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+arterial-venous+fusions+and+fate+specification+in+mouse+embryos+lacking+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Abnormal arterial-venous fusions and fate specification in mouse embryos lacking blood flow.</a> Scientific Reports. 7 (1), 11965(2017).</li>
</ol>

作者声明无利益冲突。

本文所述方案可用于从人多能干细胞生成机械敏感性内皮细胞，并研究这些细胞对由可控剪切应力介导的机械刺激的响应。该方案完全基于细胞因子，且与cGMP级试剂完全兼容，具有转化为细胞治疗用细胞生产的潜力。
人诱导多能干细胞（hiPSCs）的建立为研究胚胎发育早期阶段提供了重要的模型，使得科学家能够研究那些在体内难以观察的过程in vivo24。事实上，目前可用于研究的人类胚胎组织均来自无循环系统的胚胎，这可能对由机械信号调控的分子特征产生显著影响。本文所述的方法可实现活体成像以及对细胞剪切应力响应的实时研究。将hiPSCs与微流控技术相结合，构建出一种研究模型，克服了在循环系统启动并重塑心血管及血液系统发育过程中，胎儿组织来源有限且难以获取的局限性3,9,10,25。
本方案的一个局限性在于，由此方案获得的内皮细胞可能无法反映发育组织中不同类型内皮细胞的多种特性。为克服这一局限，在流体刺激前的分化过程中，可能需要使用特定的细胞因子组合，以获得所需的特定身份或组织特异性表型26。在分离步骤中，可通过更精细的免疫表型分析来实现内皮细胞亚群的分离。本方案仅依据CD34的表达来分离内皮细胞，从而可采用柱分离法而非荧光激活细胞分选（FACS），这有助于减少细胞死亡和污染风险。此外，本方案专门设计用于研究层流介导的剪切应力的作用。若需研究其他机械刺激（如拉伸或压缩）或其他类型流体流动（如紊乱流或扰动流）的影响，则需采用其他流体动力学方法。
我们先前已证明，由iPSC衍生的内皮细胞可模拟异质性的动静脉细胞身份27 类似于在胎儿背主动脉中观察到的现象28,29,30这一点在血管发育和细胞命运决定过程中尤为重要，因为这些过程已知受血流调控。在不同模型中的研究表明，血流缺失会导致动静脉特化异常11,14,31机械信号与细胞命运决定之间的关联机制仍不清楚，而本文所述的技术流程可实现更精细的功能研究，这些研究此前无法开展 体内.
该实验流程描述了利用市售的流体通道对源自人诱导多能干细胞（hiPSCs）的内皮细胞进行培养和刺激的方法，避免了传统广泛使用的聚二甲基硅氧烷（PDMS）装置所需的模具制备步骤12。此外，使用PDMS芯片使得受刺激细胞的收集尤为困难，而本方案可轻松从通道中回收细胞。这显著提高了分析能力，便于后续开展蛋白质组学和转录组学分析、流式细胞术以及功能检测，这些检测可能需要进一步的培养或in vivo实验。

在胚胎发育过程中，心脏是首个建立功能的器官1，早在内皮管形成的最初阶段即可检测到收缩活动2。循环系统以及血管内血流所介导的机械信号调控着早期发育的诸多关键环节。在胎儿循环建立之前，血管系统以初级毛细血管网的形式存在；随着心脏开始功能活动，该血管网重组为静脉和动脉血管系统3。在血流启动前，动脉和静脉标志物已在全部内皮细胞中广泛表达，这反映了机械信号在动静脉分化的决定过程中所起的作用4。
血流动力学力不仅调控血管系统的发育，还在调控血细胞形成过程中发挥根本性作用。造血干细胞和祖细胞（HSPCs）起源于一种称为生血性内皮的特化内皮细胞。5,6,7,8，仅存在于胚胎发育早期的不同解剖区域。心脏缺陷模型与 体外 模型已证明，机械信号可指导并增加从生血性内皮产生造血干细胞和祖细胞（HSPC）9,10,11,12,13,14.
不同类型的流体动力学已被证明可差异性地调控细胞周期15，已知在造血性内皮中具有重要作用16,17 以及动脉细胞特化18总之，机械信号在发育过程中对细胞身份和功能具有决定性作用。新型 体外 微流控装置使我们能够克服在人类血液发育过程中研究发育力学生物学所面临的局限性 体内.
本方案的总体目标是逐步描述研究剪切应力对人源性内皮细胞影响的实验流程 体外 由人诱导性多能干细胞（hiPSCs）分化而来。本方案详细介绍了将hiPSCs分化为内皮细胞的操作步骤，以及后续将细胞接种至流体芯片以进行刺激实验的具体方法。利用该方法，可开展多种 体外-衍生的内皮细胞可通过分析其在血流作用下的取向来检测其感知剪切应力的能力。这将使其他实验室能够探究不同内皮细胞类型对剪切应力的响应及其功能后果。

<table><tbody><tr><td>0.6 Luer 未涂层载玻片</td><td>ibidi</td><td>IB-80186</td><td></td></tr><tr><td>25% BSA</td><td>Life Technologies</td><td>A10008-01</td><td></td></tr><tr><td>6孔板</td><td>Greiner Bio-one</td><td>657160</td><td></td></tr><tr><td>Accutase</td><td>Life Technologies</td><td>A1110501</td><td>引用为解离试剂</td></tr><tr><td>抗坏血酸</td><td>Merck</td><td>A4544-100G</td><td></td></tr><tr><td>吸液移液管</td><td>Sardtedt</td><td>86.1252.011</td><td></td></tr><tr><td>B27 添加剂</td><td>Life Technologies</td><td>17504044</td><td>引用为神经元细胞培养添加剂（50倍浓缩）</td></tr><tr><td>BD FACS DIVA</td><td>BD Biosciences</td><td>Version 8.0.1</td><td>引用为流式细胞术软件</td></tr><tr><td>BD LSR Fortessa 5 激光系统</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>bFGF</td><td>Life Technologies</td><td>PHG0021</td><td></td></tr><tr><td>CD34 磁珠试剂盒</td><td>Miltenyil Biotec</td><td>30-046-702</td><td></td></tr><tr><td>CD34 PE 克隆 4H11</td><td>Invitrogen</td><td>12-0349-42</td><td></td></tr><tr><td>CD34 PerCP-eFluor 710 克隆 4H11</td><td>Invitrogen</td><td>44-0349-42</td><td></td></tr><tr><td>Cellstar 防细胞黏附表面 6 孔板</td><td>Greiner Bio-one</td><td>657970</td><td>引用为防细胞黏附板</td></tr><tr><td>CHIR99021</td><td>Cayman Chemicals&amp;nbsp;</td><td>13122-1mg-CAY</td><td></td></tr><tr><td>Cryostor CS10&amp;nbsp; 细胞冻存液</td><td>Merck</td><td>C2874-100ML</td><td>引用为冻存溶液</td></tr><tr><td>二甲基亚砜</td><td>VWR</td><td>200-664-3</td><td>引用为 DMSO</td></tr><tr><td>DMEM/F-12</td><td>Life Technologies</td><td>10565-018</td><td></td></tr><tr><td>DPB Ca&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;</td><td>Life Technologies</td><td>14080055</td><td></td></tr><tr><td>DPBS</td><td>Life Technologies</td><td>14200075</td><td></td></tr><tr><td>EASY Strainer 40 &amp;mu;m</td><td>Greiner Bio-one</td><td>542040</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Life technologies</td><td>15575020</td><td></td></tr><tr><td>FcR 封闭试剂</td><td>Miltenyil Biotec</td><td>130-059-901</td><td></td></tr><tr><td>Fiji</td><td></td><td>Version 1.53c</td><td></td></tr><tr><td>Flow Jo</td><td></td><td>Version 10.7.1</td><td>引用为流式细胞术分析软件</td></tr><tr><td>FLT3L</td><td>Peprotech</td><td>300-19-10uG</td><td></td></tr><tr><td>流体单元</td><td>ibidi</td><td>10903</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMax</td><td>Life Technologies</td><td>35050038</td><td>引用为 L-谷氨酰胺添加剂</td></tr><tr><td>Ham F-12&amp;nbsp;</td><td>Life Technologies</td><td>11765054</td><td></td></tr><tr><td>全转铁蛋白</td><td>Merk</td><td>T0665-500MG</td><td></td></tr><tr><td>人血清白蛋白</td><td>Fujifilm UK LTD</td><td>9988</td><td></td></tr><tr><td>Ibidi 泵系统</td><td>ibidi</td><td>10902</td><td>引用为泵系统</td></tr><tr><td>IMDM</td><td>Life Technologies</td><td>12440053</td><td></td></tr><tr><td>倒置显微镜</td><td>ioLight/Thisle Scientific</td><td>IOL-IO-INVERT</td><td>引用为倒置式培养箱内显微镜</td></tr><tr><td>冻干 BSA&amp;nbsp;</td><td>Merck</td><td>A2153-100G</td><td></td></tr><tr><td>MiniMACS 分离器</td><td>Miltenyil Biotec</td><td>130-042-102</td><td>引用为磁力分离器</td></tr><tr><td>MS 柱</td><td>Miltenyil Biotec</td><td>130-042-201</td><td>引用为磁性分离柱</td></tr><tr><td>MTG</td><td>Merck</td><td>M6145-25ML</td><td></td></tr><tr><td>N2 添加剂</td><td>Life Technologies</td><td>17502048</td><td></td></tr><tr><td>泵系统笔记本</td><td>ibidi</td><td>10908</td><td></td></tr><tr><td>多聚甲醛 37-41%</td><td>Fisher Chemicals</td><td>F/1501/PB15</td><td></td></tr><tr><td>移液吸头</td><td>Greiner Bio-one</td><td>612398</td><td></td></tr><tr><td>青霉素/链霉素</td><td>Gibco</td><td>15070063</td><td></td></tr><tr><td>灌注装置 黄/绿色：50 cm，内径 1.6 mm，10 mL 储液槽</td><td>Ibidi</td><td>IB-10964</td><td>引用为灌注装置</td></tr><tr><td>聚苯乙烯圆底管</td><td>Falcon</td><td>352008</td><td>引用为流式细胞术管</td></tr><tr><td>Prism 9</td><td></td><td>Verison 9.4.0</td><td></td></tr><tr><td>泵控制软件</td><td>ibidi</td><td>version 1.6.1</td><td>引用为泵软件</td></tr><tr><td>ReLeSR</td><td>Stem cell tecchonologies</td><td>5872</td><td>引用为解离溶液</td></tr><tr><td>rhBMP4</td><td>R&amp;amp;D</td><td>314-BP-010</td><td></td></tr><tr><td>rhEPO</td><td>R&amp;amp;D</td><td>287-TC-500</td><td></td></tr><tr><td>rhIGF1</td><td>Peprotech</td><td>100-11-100uG</td><td></td></tr><tr><td>rhIL11</td><td>Peprotech</td><td>200-11-10uG</td><td></td></tr><tr><td>rhIL3</td><td>Peprotech</td><td>200-03-10uG</td><td></td></tr><tr><td>rhIL6</td><td>R&amp;amp;D</td><td>206-IL-010</td><td></td></tr><tr><td>rhLaminin-521</td><td>Life technologies</td><td>A29248</td><td>引用为层粘连蛋白</td></tr><tr><td>rhSCF</td><td>Life Technologies</td><td>PHC2111</td><td></td></tr><tr><td>rhTPO</td><td>R&amp;amp;D</td><td>288-TPN-025</td><td></td></tr><tr><td>rhVEGF</td><td>R&amp;amp;D</td><td>293-VE-010</td><td></td></tr><tr><td>RLT 裂解缓冲液</td><td>Qiagen</td><td>79216</td><td></td></tr><tr><td>用于 &amp;micro;-载玻片的串联连接器：无菌，无菌</td><td>ibidi</td><td>IB-10830</td><td></td></tr><tr><td>StemPro-CD34 SFM 培养基</td><td>Life Technologies</td><td>10639011</td><td>引用为 CD34+ 细胞无血清培养基（SFM-34）</td></tr><tr><td>StemPro-CD34 营养添加剂&amp;nbsp;</td><td>Life Technologies</td><td>10641-025</td><td>引用为 34 营养添加剂</td></tr><tr><td>StemPro hESC SFM</td><td>Life Technologies</td><td>A1000701</td><td>引用为培养基&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>StemPro 添加剂</td><td>Life Technologies</td><td>A10006-01</td><td></td></tr><tr><td>重组人截短型纤连蛋白（VTN-N）</td><td>Invitrogen</td><td>A31804</td><td></td></tr><tr><td>Y-27632 二盐酸盐</td><td>Tocris</td><td>1254</td><td>引用为 iRock</td></tr><tr><td>&amp;beta;-巯基乙醇</td><td>Gibco</td><td>21985023</td><td></td></tr></tbody></table>

体外胎儿人源血管芯片模型用于研究发育性机械生物学

In Vitro Model of Fetal Human Vessel On-chip to Study Developmental Mechanobiology

心脏是发育过程中首个形成功能的器官，因此在妊娠早期即启动血液循环。除了运输氧气和营养物质以确保胎儿生长外，胎儿血液循环还通过力学信号调控内皮层内发生的多种关键发育事件。生物力学信号可诱导血管结构改变，建立动静脉特化，并调控造血干细胞的发育。由于发育中组织难以获取，限制了人们对血液循环在人类早期发育中作用的理解；因此，体外（in vitro）模型成为研究血管力学生物学的关键工具。本文介绍了一种从人诱导性多能干细胞分化获得内皮细胞，并将其接种至微流控装置以研究其对力学信号响应的实验方案。该方法可在力学刺激条件下对内皮细胞进行长期培养，随后&#160;回收内皮细胞，用于表型及功能特征分析。本研究所建立的体外（in vitro）模型将有助于阐明&#160;介导力学信号转导的细胞内分子机制，这些机制最终协调调控人类胎儿期的血管发育过程。

本文介绍了一种由人诱导多能干细胞（hiPSCs）来源的内皮细胞进行分化及力学刺激的实验方案，可用于研究这些细胞对力学信号的响应（图1）。该方案可获得具有功能性机械敏感性的内皮细胞。本文提供了代表性结果，并描述了预期的细胞表型，以评估细胞在分化过程中对细胞因子刺激的响应情况。
<img alt="iPSC分化过程示意图，包含CD34+细胞分离、机械刺激和细胞分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65492/65492fig01v2.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 1"> 
图1：分化与机械刺激实验流程示意图。 分化流程示意图，展示不同细胞因子混合物的添加时间点、CD34+细胞分离、流体芯片接种，以及经机械刺激后细胞的最终分析。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492fig01largev2.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
人诱导多能干细胞（hiPSCs）的培养 
开始本实验方案时，应使用处于自我更新状态且生长状况良好的 hiPSCs。评估培养质量的一个良好指标是细胞的生长速度。解冻后，细胞可能需要 2–3 周才能达到适合高效分化的生长阶段。当细胞能够以 1:6 的传代比例每周传代两次，并在传代当天几乎达到完全汇合时，即表明细胞已准备好，可在传代当天进行分化。
将人诱导多能干细胞分化为内皮细胞 
分化的第一步是形成拟胚体（EB），该步骤依赖于细胞系，可能需要针对所使用的特定细胞系进行一些优化。在方案步骤1.3.2.2–1.3.2.4中描述的解离过程，可通过缩短或延长解离试剂孵育时间以及后续使用巴斯德吸管进行的机械解离操作来进行调整。此外，除使用切割工具或P100吸头对细胞集落进行物理解离外，也可选用其他解离试剂完成此步骤。高质量的EB在分化第2天时边缘清晰，在显微镜下观察呈透明发亮状；较暗区域可能提示EB内部存在细胞死亡（图2）。
<img alt="细胞聚集过程，显微镜图像；集落密度比较，500 µm 比例尺。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65492/65492fig2v3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="图 2"> 
图 2：类胚体形态学特征。（A）第2天的类胚体，显示清晰的外缘和大小均一。（B）第2天质量较差的类胚体，表现出广泛的细胞死亡，导致结构解聚。比例尺 = 500 µm。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
在第2天，向EBs中添加CHIR99021可抑制GSK-3蛋白，从而激活Wnt通路。不同细胞系对CHIR处理的反应各异，应通过使用不同浓度的CHIR处理并在第8天定量获得的CD34+细胞数量来测试其效果（图3）。
<img alt="流式细胞术直方图，CD34-PE表达水平，数据分析，三个样本比较。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65492/65492fig3v3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 3"> 
图3：不同CHIR处理下的内皮细胞分化。 通过流式细胞术在分化第8天检测CD34膜表达水平，量化内皮细胞分化情况，CHIR处理时间为第2天，浓度分别为（A）3 µM、（B）5 µM 和（C）7 µM。流式细胞术数据使用五激光流式细胞仪及专用软件获得（见材料表）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
CD34+ 细胞分离 
使用磁珠进行 CD34+ 细胞富集后，需验证洗脱液中 CD34+ 细胞比例至少达到 80%，这一点至关重要。为确保足够的纯度，可取磁性分离获得的细胞样本通过流式细胞术进行分析，注意应使用与磁珠富集所用抗体不同克隆号的抗体。本实验中使用了 4H11 克隆号抗体，富集后纯度约为 85%（图 4）。
<img alt="流式细胞术分析，细胞富集前后CD34-PE表达，数据对比图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65492/65492fig4v3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 4"> 
图4：磁珠分选富集前后CD34膜表达情况。 第8天解离的拟胚体（灰色）及磁珠富集后的细胞（绿色）经CD34染色后进行流式细胞术分析，结果显示分选后实现了有效的细胞富集。流式细胞术数据使用五激光流式细胞仪及专用软件获取（见材料表）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
将细胞接种至流体通道 
在将细胞接种至流体通道时，密切监测内皮细胞的黏附与增殖情况至关重要。接种后，细胞完全黏附至通道约需 5 小时（图 5A）。在此阶段，也可尝试使用其他包被溶液以改善细胞黏附效果。为验证所用细胞具有机械敏感性，即能够响应机械刺激，可随时间检测细胞的取向变化。刺激前的细胞呈随机排列（图 5A 和 图 5C），而在流体剪切力作用下，细胞会重新排列并趋向于与流动方向平行（图 5B、C）。本文所述方案支持从通道中回收细胞以进行后续分析，例如通过流式细胞术检测细胞膜免疫表型，从而确认受刺激细胞的内皮细胞特性（图 5D、E）。
<img alt="细胞排列和流式细胞术数据图像；显微视图、方向图、直方图分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65492/65492fig5v3.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 5"> 
图5：hiPSC来源的内皮细胞的力学响应性。（A）接种后48小时分离的CD34+细胞形成的融合层。（B）动态培养3天后重新定向排列的内皮细胞层。（C）动态培养5天后内皮细胞的方向性分析。（D）在流动条件下培养5天后细胞的CD34表达谱。（E）从流体通道中回收的细胞群体中CD34+细胞所占百分比。图像使用倒置原位培养显微镜拍摄；流式细胞术数据使用五激光流式细胞仪及专用软件获得（见材料表）。比例尺 = 100 µm（A,B）。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>试剂</td>
			<td>储存浓度</td>
			<td>添加体积</td>
			<td>终浓度</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium (IMDM)</td>
			<td>-</td>
			<td>333 mL</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ham’s F-12 Nutrient mixture (F-12)</td>
			<td>-</td>
			<td>167 mL</td>
			<td>-         </td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-2 supplement (100x)</td>
			<td>100 x</td>
			<td>5 mL</td>
			<td>1x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement (50x) </td>
			<td>50 x</td>
			<td>10 mL</td>
			<td>1x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ascorbic acid</td>
			<td>10 mg/mL</td>
			<td>1.25 mL</td>
			<td>25 µg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>α-Monothioglycerol (MTG)</td>
			<td>11.5 M</td>
			<td>19.5 µL</td>
			<td>448.5 µM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Serum Albumin</td>
			<td>100 mg/mL</td>
			<td>2.5 mL</td>
			<td>0.5 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holo-Transferrin</td>
			<td>100 mg/mL</td>
			<td>0.75 mL</td>
			<td>150 µg/mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表1：500 mL无血清分化（SFD）培养基的成分与配制方法。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>分化天数</td>
			<td>细胞因子混合物</td>
			<td>细胞因子</td>
			<td>终浓度</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第0–2天</td>
			<td>混合物1</td>
			<td>BMP4</td>
			<td>20 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>第2天</td>
			<td>混合物2</td>
			<td>CHIR99021</td>
			<td>7 μM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>从第3天起</td>
			<td rowspan="2">混合物3和4</td>
			<td>VEGF</td>
			<td>15 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>bFGF</td>
			<td>5 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>从第6天起</td>
			<td rowspan="8">混合物4</td>
			<td>IL6</td>
			<td>10 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>FLT3L</td>
			<td>10 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>IGF1</td>
			<td>25 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>IL11</td>
			<td>5 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>SCF</td>
			<td>50 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>EPO</td>
			<td>3 U/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>TPO</td>
			<td>30 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>IL3</td>
			<td>30 ng/mL</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表2：用于内皮细胞分化的细胞因子混合物、添加至SFD培养基的天数及终浓度。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>剪切应力 (dyn/cm2)</td>
			<td>时间 (h)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.5</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4.5</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>直至实验结束</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
表3：动态培养的剪切应力值及其施加时间。
补充图 S1：本实验方案所用芯片和管路的几何形状与尺寸。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/SF1.pdf" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充图 S2：控制气泵软件的分步操作指南，包含每一步的详细说明。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492_Supp%20Figure%20S2%20FINAL.pdf" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充图 S3：使用 FIJI 进行取向分析的指南，展示细胞形状的绘制、椭圆拟合及最终测量结果。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/65492_SF3.pdf" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>
补充表 S1：分化方案中所用细胞因子的单位大小、重悬体积及储存浓度。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65492/Ventura%20et%20al,%202023%20-%20Supplementary%20Table%201.xlsx" target="_blank">请点击此处下载该文件。</a>

本文介绍了一种从人类多能干细胞分化获得内皮细胞的简单工作流程，随后详细描述了对其进行机械刺激的实验方案。该方法可用于研究内皮细胞发育过程中的力学生物学特性。此方法适用于对机械刺激后从培养芯片中收集的活细胞进行后续分析检测。

心脏是发育过程中首个形成功能的器官，因此在妊娠早期即启动血液循环。除了……

我们的研究探讨了机械信号在发育过程中如何指导内皮细胞命运的决定机制，为此我们结合了人诱导性多能干细胞的分化与流体介导的机械刺激技术。内皮细胞在体内持续受到血液流动的影响，而传统培养系统中缺乏这种动态环境，导致重要的机械信号被忽略，这成为研究内皮细胞生物学的主要挑战。事实上，在静态培养条件下，许多关键的信号通路可能因缺乏机械刺激而未被激活，从而被研究者忽视。本方案提供了关于如何对诱导性多能干细胞来源的内皮细胞进行分化及机械刺激的简易分步指南。这将有助于许多实验室在低流速条件下轻松研究内皮细胞行为的相关问题。首先，在第0天，将含有混合因子一细胞因子的无血清分化培养基（SFD培养基）预热至37摄氏度。然后在无菌细胞培养超净台中，将添加了细胞因子的混合培养基加入至细胞排斥型六孔板的每个孔中。进行细胞准备时，吸除含有人诱导多能干细胞（人iPS细胞）的六孔板中的培养基，用DPBS洗涤细胞，随后吸除DPBS。然后向细胞中加入解离试剂，在室温下孵育1分钟。吸除解离试剂后，将细胞在室温下继续孵育3分钟。随后将含有细胞的培养板每侧轻敲10次，以分离细胞团簇。每孔加入一毫升预热的含混合一细胞因子的SFD培养基。使用巴斯德吸管将各孔中的细胞簇转移至含有含混合一细胞因子培养基的防细胞贴壁培养板的一个孔中。将培养板放入培养箱后，轻轻前后左右晃动培养板，使内容物均匀分散，然后进行孵育以形成拟胚体（embryoid bodies，EB）。第二天，轻轻晃动含有拟胚体（EBs）的防细胞黏附培养板，使拟胚体聚集到孔的中央。使用巴斯德吸管将拟胚体悬液从孔中转移至15毫升离心管中。静置5至10分钟，使拟胚体沉降到管底。同时，用无菌水或DPBS洗涤防细胞黏附板，以去除单个细胞或碎片。向每孔中加入2毫升添加了混合细胞因子的SFD培养基。现在轻轻吸去离心管中的上清液，注意不要扰动胚状体（EBs）。将拟胚体重悬于含有混合一种细胞因子的SFD培养基的计算体积中。取1毫升拟胚体重悬液加入已含有2毫升培养基的经洗涤的防细胞贴壁培养板的每个孔中。按照前述方法轻轻移动培养板使拟胚体分散后，将培养板放入培养箱孵育。将拟胚体收集至孔板中央后，从每孔侧边加入CHIR99021，避免与细胞直接接触。按照之前所示方法孵育各孔。在分化第3天和第6天，收集拟胚体，并按照第1天所示方法更换培养基。在第3天使用添加了三种细胞因子混合物的SFD培养基，在第6天使用添加了四种细胞因子混合物的SFD培养基。按照之前的方法，将细胞排斥板中的EBs收集并转移至15毫升离心管后，吸除上清液，然后按每孔EB加入1毫升细胞解离试剂，重悬EBs。接着，将1毫升该EB悬液转移至经水洗涤过的细胞排斥板的每一孔中。将培养板在培养箱中孵育10分钟后，使用P1000移液器轻轻吹打每个孔中的拟胚体，上下吹打不超过10次，以使其解离。然后向每孔解离后的拟胚体中加入5毫升洗涤缓冲液。通过40微米细胞筛网将细胞收集至50毫升离心管中。计数过滤后的细胞悬液后，在300 G条件下离心10分钟，使细胞沉淀。用300微升洗涤缓冲液轻轻吹打数次重悬细胞，确保无细胞团块存在。随后按照生产商说明书，使用CD34磁珠试剂盒分离CD34阳性细胞。高质量的拟胚体在分化第2天即显示出清晰的边缘，在显微镜下观察时呈透明且明亮的外观。较暗区域的出现表明胚状体（EBs）中存在细胞死亡。在分化第二天使用不同浓度的 CHIR99021 处理后，于第八天定量检测 CD34 阳性细胞数量，以揭示该细胞系对处理的反应。流式细胞术结果显示，利用磁珠进行 CD34 阳性细胞富集后，CD34 阳性细胞比例约为 85%。首先，离心分离获得的 CD34 阳性细胞，并将细胞沉淀重悬于 300 µL 预热的 SFM-34 培养基中，该培养基需添加四种细胞因子混合物，然后取 10 µL 细胞悬液进行细胞计数。计数后，将细胞重悬于终体积为 150 µL 的含细胞因子的 SFM-34 培养基中，并加入 0.5 µL ROCK 抑制剂。通过将 P200 移液器吸头置于通道边缘的储液池内，缓慢吸出微流控芯片中的层粘连蛋白。然后将细胞悬液均匀地加入通道中，确保不产生气泡。将芯片置于37摄氏度、5%二氧化碳条件下孵育过夜，以使细胞完全贴附于通道内。当内皮细胞完全贴壁后，按照前述方法吸除培养基。向芯片中加入 200 微升含有细胞因子的 SFM-34 培养基。每天更换培养基，直至细胞达到 90% 至 100% 汇合度。按照制造商的说明书将灌注装置安装到设备中。在生物安全柜内，将一个空的微流控芯片连接至系统，并在无菌条件下加入含有细胞因子的SFM-34培养基，填充两个储液槽。将微流控装置转移至培养箱中，并连接至泵以去除气泡并进行校准。小心地将连接好的微流控装置从培养箱中取出，并与含有细胞的芯片一同转移至生物安全柜内。在测试芯片两侧夹紧管路。将夹紧的管路从测试芯片上取下，并将含有细胞的芯片连接至管路。松开或打开夹具后，将系统转移至培养箱，并将气泵连接到流体单元。将流体单元从泵上取下并移至生物安全柜中。在芯片两侧夹紧管路，并将管路从芯片的储液池上拆下。轻柔地将芯片中的培养基移除后，用杜氏磷酸盐缓冲液（DPBS）洗涤细胞。加入 150 µL 解离缓冲液，在 37°C 下孵育 3 分钟。待细胞脱离后，从一个储液池中收集解离缓冲液，并用 DPBS 冲洗微流道一次。用洗涤缓冲液冲洗储液池，以收集芯片上残留的细胞。最后，在收集的细胞中加入1毫升洗涤缓冲液，然后取其中10微升用于细胞计数。刺激前，细胞呈随机排列；而施加刺激后，细胞重新定向，与流动方向平行排列。在流动条件下培养五天的细胞的CD34表达谱，以及从微流控通道中回收的CD34阳性细胞百分比，均表明该实验方案的有效性。

in-vitro-model-fetal-human-vessel-on-chip-to-study-developmental

Research

科研

JoVE Journal

Developmental Biology

发育生物学

体外研究 胎儿人体血管芯片模型研究发育机械生物学

本文介绍一种将人脐带血来源的内皮集落形成细胞（ECFCs）和骨髓来源的间充质干细胞（MSCs）包埋于胶原蛋白/纤连蛋白凝胶中，皮下植入免疫缺陷小鼠的方法。该细胞与凝胶的组合可形成功能性人源血管网络，并与小鼠的脉管系统相连接。...

在免疫缺陷小鼠中构建人类微血管网络的生物工程方法

一种微通道芯片平台通过结合光刻可重铸光刻胶技术、软光刻技术和微流控技术而开发。该内皮化微通道平台可模拟三维（3D）几何结构 体内...

多深度圆形截面血管内皮化微通道芯片的制备方法

将原代人脐静脉内皮细胞（HUVECs）在微流控网络装置中培养至融合状态。展示了内皮细胞连接和F-肌动蛋白的分布，并在单细胞水平实时定量了对三磷酸腺苷（ATP）刺激响应的细胞内钙离子浓度变化和一氧化氮生成情况。...

发育与表征 体外 微血管网络及内皮细胞[Ca2+]i 和一氧化氮的产生

利用小鼠胚胎期及围产期主动脉进行研究的实验方案 体内...

使用 在体 内 研究胚胎期和围产期主动脉形态发生与发病机制的组织与细胞外植体方法

由诱导性多能干细胞（iPSC-EPs）衍生的内皮祖细胞有望彻底改变心血管疾病的治疗方法，并可用于构建更贴近真实情况的心血管疾病模型。本文介绍了将iPSC-EPs包封于三维（3D）胶原微环境中的方法，以及对这些细胞血管生成潜能的定量分析。...

一种用于量化iPSC来源内皮祖细胞成血管潜能的体外三维模型及计算分析流程

本文提供了一种微流控芯片及一种可自动控制、高效循环的微流控系统，可重现血管新生的初始微环境，使内皮细胞（ECs）同时受到高管腔剪切应力、生理水平的跨内皮流动以及不同分布的血管内皮生长因子（VEGF）的刺激。...

模拟新生血管化初始事件的微流控模型

该实验利用小鼠胚胎干细胞分化形成的类胚体，将其培养在三维胶原凝胶中，以在体外分析调控出芽型血管生成的生物学过程。in...

体外 利用小鼠胚胎干细胞进行血管生成的三维出芽实验，用于血管疾病建模与药物筛选

在此，我们开发了一种人主动脉平滑肌细胞类器官芯片模型，用于模拟 体内...

构建人主动脉平滑肌细胞类器官芯片模型以模拟主动脉壁中的生物力学应变

本文介绍了一种用于构建模拟肺切除术的器官芯片（OOC）系统的实验方案。该系统旨在研究糖萼损伤与肺切除术后并发症之间可能存在的关联。...

在三维流体芯片中模拟肺叶切除术后血管内皮糖萼——一种基于血管的器官芯片系统的构建方法

本文介绍了一种在斑马鱼胚胎中制造机械性血管损伤的方法。该损伤模型为研究止血、与损伤相关的炎症反应以及伤口愈合提供了一个理想的平台，适用于实时显微镜观察的生物体。...

斑马鱼胚胎中的机械性血管损伤

了解利用人诱导多能干细胞分化结合流体芯片机械刺激研究内皮细胞发育机械生物学的实验方法。该方案可获得约85%纯度的CD34阳性细胞，为血管生物学研究提供可靠工具。

体外胎儿人源血管芯片模型用于研究发育性机械生物学

探索更多视频