层流剪应力抑制内皮细胞小管形成

目的流体剪切力是由于血液流动摩擦产生的,内皮细胞可以感应剪切力并根据力的不同调节自身形状和功能,以及病生理相关基因的表达。最近的研究显示,内皮细胞中至少有350种基因受剪切力调节,其中大部分与血管新生有关。血管新生是指在已有血管上形成新血管的过程,这一过程不仅在胚胎发育中起关键作用,在出生后的脏器生长中同样重要,不正常或不成熟的血管新生与多达70余种病变有关。许多证据表明血管新生与流体剪切力间可能存在密切联系,但剪切力的具体作用尚不明确。在过去,因其可以促进一氧化氮的生成,剪切力曾被认为是一种促进血管新生的因素。但近来的体外研究报道剪切力会抑制内皮细胞出芽和入侵三维胶原,这两项功能在血管生成中都具有重要作用。基于此,本文拟对模拟生理环境下,血管内皮细胞小管形成情况进行分析,以探究剪切力在血管新生中的具体作用。方法应用平行平板流动腔向接种于Matrigel胶原上的人脐静脉内皮细胞加载剪切力,并观察内皮细胞小管形成的过程。内皮细胞小管形成是研究血管新生的经典实验之一,主要用于研究血管新生中内皮细胞分化这一过程。整个过程根据基底膜成分的不同,一般持续4~24 h。小管形成实验常用四种变量评估,平均小管长度、小管数量、小管面积和分支点数量。本研究中,采用平均小管长度作为评估指标,因其最易准确测量。结果内皮细胞单层以15 dyn/cm2剪切4 h后,固定细胞并统计小管长度。结果发现层流组的平均小管长度小于静息对照组,表明层流剪切力抑制内皮细胞小管形成。结论应用自主设计的新型流动腔,可以直接对接种于Matrigel胶原上的内皮细胞加载剪切力,使其更接近体内生理环境。研究结果显示剪切环境下的平均小管长度低于静止环境下,说明生理环境下层流剪切力可能对血管新生起抑制作用。