基于柔性微弦的微组织纤维化力学测量装置

为研究组织纤维化的病理机制,建立适用于抗纤维化药物筛选的体外模型,本研究在微弦力学传感器上构建了基于NIH/3T3细胞的纤维化微组织模型,并通过原位实时成像分析微组织纤维化过程中的形态和力学变化。结果显示,在无外源转化生长因子β(TGF-β)刺激条件下,该微组织模型在培养72 h后,自发开始发生纤维化,表现为α-平滑肌肌动蛋白表达及纤连蛋白的沉积;微组织纤维化过程中的力学变化表明,组织收缩力是评测纤维化进程的理想量化指标。通过测量上皮细胞和前列腺素E2对纤维化组织收缩力的抑制作用,验证了该模型作为抗纤维化药物筛选工具的可行性。该研究有望为抗纤维化药物评估和筛选平台的开发提供参考。

正方形力学约束对微组织非均一性的影响

为探究组织力学微环境,尤其是力学约束产生的张力如何影响细胞外基质非均一结构的形成,本研究制备了一种正方形聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)微弦,并将由成纤维细胞和胶原构成的微组织培养在微弦上。研究表明,微组织在微弦直角区域受到的力学约束高于中央区域。通过对不同力学约束区域中细胞和细胞外基质进行表征和对比发现,高力学约束内的细胞呈各向同性分布,并表达出更高水平的纤连蛋白,导致其硬度增大,证明正方形力学约束可诱导非均一致密微组织的形成。此外,4 kDa葡聚糖在高力学约束区域的扩散速度明显低于低力学约束区域,该结果将有助于进一步了解大分子药物在组织内部的传递。