Constructie van een humane Aorta gladde spiercel orgaan-op-A-chip model voor het recapuleren van biomechanische stam in de aortawand

Mieradilijiang Abudupataer; Xiujie Yin; Bitao Xiang; Nan Chen; Shiqiang Yan; Shichao Zhu; Yang Ming; Gang Liu; Xiaonan Zhou; Hao Lai; Chunsheng Wang; Kai Zhu; Jun Li

doi:10.3791/64122

Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Constructie van een humane Aorta gladde spiercel orgaan-op-A-chip model voor het recapuleren van biomechanische stam in de aortawand

3.3K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/64122

⸱

6 juli 2022

Mieradilijiang Abudupataer^*¹ , Xiujie Yin^*¹ , Bitao Xiang^*¹ , Nan Chen¹ , Shiqiang Yan² , Shichao Zhu¹ , Yang Ming¹ , Gang Liu¹ , Xiaonan Zhou¹ , Hao Lai¹ , Chunsheng Wang¹ , Kai Zhu¹ , Jun Li¹

¹Department of Cardiac Surgery and Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases, Zhongshan Hospital, Fudan University, ²Institutes of Biomedical Sciences and the Shanghai Key Laboratory of Medical Epigenetics, Shanghai Medical College, Fudan University

^* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Hier ontwikkelden we een menselijk aorta gladde spiercel orgaan-op-een-chip model om de in vivo biomechanische stam van gladde spiercellen in de menselijke aortawand te repliceren.

Samenvatting

Conventionele tweedimensionale celkweektechnieken en diermodellen zijn gebruikt bij de studie van humaan thoracale aorta-aneurysma en dissectie (TAAD). Menselijke TAAD kan echter soms niet worden gekarakteriseerd door diermodellen. Er is een duidelijke soortkloof tussen klinische menselijke studies en dierproeven die de ontdekking van therapeutische geneesmiddelen kunnen belemmeren. Het conventionele celkweekmodel is daarentegen niet in staat om in vivo biomechanische stimuli te simuleren. Hiertoe hebben microfabricage en microfluïdische technieken zich de afgelopen jaren sterk ontwikkeld en nieuwe technieken opgeleverd voor het opzetten van organoïden-op-een-chip-modellen die de biomechanische micro-omgeving repliceren. In deze studie werd een humaan aorta glad spiercelorgaan-op-een-chip (HASMC-OOC) model ontwikkeld om de pathofysiologische parameters van de aortabiomechanica te simuleren, inclusief de amplitude en frequentie van cyclische spanning ervaren door menselijke aorta gladde spiercellen (HASMC's) die een vitale rol spelen in TAAD. In dit model werd de morfologie van HASMC's langwerpig van vorm, loodrecht op de stamrichting uitgelijnd en presenteerde een meer contractiel fenotype onder spanningsomstandigheden dan onder statische conventionele omstandigheden. Dit kwam overeen met de celoriëntatie en het fenotype in inheemse menselijke aortawanden. Bovendien hebben we, met behulp van bicuspid aortaklep-gerelateerde TAAD (BAV-TAAD) en tricuspidalis aortaklep-gerelateerde TAAD (TAV-TAAD) patiënt-afgeleide primaire HASMC's, BAV-TAAD en TAV-TAAD ziektemodellen opgesteld, die HASMC-kenmerken in TAAD repliceren. Het HASMC-OOC-model biedt een nieuw in vitro platform dat complementair is aan diermodellen voor het verder onderzoeken van de pathogenese van TAAD en het ontdekken van therapeutische doelen.

Inleiding

Thoracale aorta-aneurysma en dissectie (TAAD) is een gelokaliseerde dilatatie of delaminatie van de aortawand die geassocieerd is met hoge morbiditeit en mortaliteit¹. Menselijke aorta gladde spiercellen (HASMC's) spelen een vitale rol in de pathogenese van TAAD. HASMC's zijn geen terminaal gedifferentieerde cellen en HASMC's behouden een hoge plasticiteit, waardoor ze van fenotype kunnen wisselen als reactie op verschillende stimuli². HASMC's worden voornamelijk onderworpen aan ritmische trekspanning in vivo, en dit is een van de belangrijkste factoren die de morfologische veranderingen, differentiatie en fysio....