基于微流控芯片技术的细胞动力学研究

在体细胞微环境中的体液处于流动状态,流体中包含大量动态变化的生物化学信息。当细胞感受到来自于微环境的动态信息刺激后,产生细胞内的信息响应,从而对细胞自身的功能和行为进行调控。细胞动力学以系统动力学的观点研究细胞事件的动态变化以及内外环境因素对细胞结构和功能及整体行为的影响。目的基于微流控芯片技术体外模拟细胞外微环境信号,开展细胞动力学研究。方法细胞动力学实验分析利用微流控芯片技术平台模拟细胞外动态微环境信号,对芯片上的细胞施加动态力学和生化信号刺激,用多模态光学成像技术检测分析细胞事件的动态变化;细胞动力学理论分析则基于实验观测数据和细胞生物学机理建立描述细胞动力学机理模型,或建立数据驱动“黑箱”模型进行定量分析。结果与讨论微流控芯片技术可为细胞动力学实验分析提供精准的动态力学和生化信号微环境;细胞动力学机理模型可描述和解释实验观测的现象,为人类重大疾病发生发展机制探索提供定量线索;细胞动力学数据驱动模型可为细胞层面的疾病诊断与药物评估提供定量指标。结论细胞动力学分析可为人类重大疾病发生发展机制探索、疾病诊断与药物评估等方面提供动态定量信息。