边壁与曲率对血管内皮细胞的空间约束

目的血管内皮细胞(ECs)所处力学环境复杂,血管直径多样性提供了高度变化的曲率。研究边壁和曲率对ECs的影响。方法利用Primo无掩模光刻技术,精确制造了具有可控侧壁曲率的三维水凝胶微凹槽,为人脐静脉内皮细胞(HUVECs)提供了精确的空间约束条件,研究ECs在不同曲率的三维水凝胶微凹槽中所受的空间限制效应,以及整合素在介导细胞反应中的作用。结果与平坦表面比较,不同侧壁曲率的微凹槽使HUVECs的行为发生了显著变化,表现为细胞胞体减小,取向增强和凋亡增加。微凹槽曲率是影响细胞取向和凋亡的关键因素,矩形微凹槽引起明显的细胞取向变化,而环形微凹槽中细胞表现出更高的凋亡率。此外,微凹槽侧壁20μm区域内细胞取向和凋亡变化最大,存在边壁效应。微凹槽内的HUVECs整合素表达增加,西仑吉肽抑制αv整合素可显著减少细胞凋亡,而不影响细胞增殖。此外,整合素介导的细胞牵引力与空间限制效应密切相关。西仑吉肽还抑制了细胞的牵引力和细胞骨架肌动蛋白丝的排列。结论微槽边壁曲率和整合素信号在细胞行为调节中具有重要作用,这为解析血管波动或痉挛等异常情况下血管内皮细胞的凋亡提供了新的理论基础,为促进ECs存活和支架再内皮化提供了潜在新策略。