Построение модели гладкомышечных клеток гладкой мускулатуры человека для рекапитуляции биомеханического штамма в стенке аорты

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

Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Построение модели гладкомышечных клеток гладкой мускулатуры человека для рекапитуляции биомеханического штамма в стенке аорты

3.2K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/64122

⸱

6 июля 2022 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы разработали модель гладкомышечных клеток гладкой мускулатуры человека для репликации биомеханического штамма гладкомышечных клеток в стенке аорты человека in vivo .

Аннотация

Обычные двухмерные методы культивирования клеток и животные модели были использованы при изучении аневризмы и расслоения грудной аорты человека (TAAD). Однако человеческий TAAD иногда не может быть охарактеризован животными моделями. Существует очевидный видовой разрыв между клиническими исследованиями на людях и экспериментами на животных, которые могут препятствовать открытию терапевтических препаратов. Напротив, обычная модель клеточной культуры не может имитировать биомеханические стимулы in vivo . С этой целью в последние годы значительно развились микрофабрикационные и микрофлюидные методы, обеспечивающие новые методы создания моделей органоидов на чипе, которые воспроизводят биомеханическую микросреду. В этом исследовании была разработана модель гладкомышечных клеток аорты человека (HASMC-OOC) для моделирования патофизиологических параметров биомеханики аорты, включая амплитуду и частоту циклического напряжения, испытываемого гладкомышечными клетками аорты человека (HASMC), которые играют жизненно важную роль в TAAD. В этой модели морфология HASMC стала вытянутой по форме, выровненной перпендикулярно направлению деформации и представляла собой более сократительный фенотип в условиях деформации, чем в статических обычных условиях. Это соответствовало ориентации клеток и фенотипу в стенках аорты человека. Кроме того, используя двустворчатые TAAD, связанные с аортальным клапаном (BAV-TAAD) и TRICUSPID Aortic Valve, связанные с TAAD (TAV-TAAD), полученные от пациентов, мы создали модели заболеваний BAV-TAAD и TAV-TAAD, которые воспроизводят характеристики HASMC в TAAD. Модель HASMC-OOC предоставляет новую платформу in vitro , которая дополняет животные модели для дальнейшего изучения патогенеза TAAD и обнаружения терапевтических мишеней.

Введение

Аневризма и расслоение грудной аорты (TAAD) представляет собой локализованную дилатацию или расслоение стенки аорты, что связано с высокой заболеваемостью и смертностью¹. Гладкомышечные клетки аорты человека (HASMC) играют жизненно важную роль в патогенезе TAAD. HASMC не являются терминально дифференцированными клетками, и HASMC сохраняют высокую пластичность, что позволяет им переключать фенотипы в ответ на различные стимулы². ХАСМК в основном подвергаются ритмическому растягиванию in vivo, и это один из ключевых факторов, регулирующих морфологические изменения гладкой мускулатуры, дифференцировку и физиологиче....