过度活性免疫细胞加速心脏瓣膜病：研究

使用器官芯片技术进行新的研究揭示了过度活跃的免疫细胞加剧心脏瓣膜疾病以及如何控制这种破坏性多动症。

主动脉阀门狭窄是老年人中最常见的一种心脏瓣膜疾病，75岁以上的老年人中有超过八分之一的人患有这种疾病。如果不加以治疗，它的死亡率比大多数癌症都要高。

该病症通常由主动脉瓣的变性和增厚引起，这使阀门打开并减少血流量。血液细胞必须通过狭窄的瓣膜，受到强烈的摩擦力，称为剪应力。

澳大利亚研究人员和临床医生的团队旨在调查这种剪切压力的影响白细胞-免疫系统第一道防线的关键人物。

他们发现，挤压狭窄的主动脉瓣时产生的持续压力会激活这些细胞，导致有害的炎症，加速主动脉瓣狭窄的进展。

该团队通过针对控制这种白细胞过度的受体来确定潜在的药物靶标。

这项研究由皇家墨尔本理工大学(RMIT University)和贝克心脏与糖尿病研究所(Baker Heart and Diabetes Institute)领导，发表在国际领先的心血管杂志上循环。

共同调查员Sara Baratchi博士表示，研究联合临床工作，如血液样本和阀门测量，利用实验室实验，使用芯片技术，将病理条件复制在主动脉瓣内部。

“在一个严重的人主动脉瓣狭窄Baratchi说，他是ARC DECRA研究员和RMIT高级讲师。

“我们现在知道这种不断的摩擦力使白血细胞过度活跃。如果我们能够阻止这种炎症反应，我们可以希望减缓疾病。

“帮助我们取得这些发现的同一种器官芯片技术，也将使我们能够轻松测试治疗这种有害免疫反应的潜在药物。”

Co-Simport Adver博士贝克心脏和糖尿病学院基本和翻译研究副主任Karlheinz彼得博士表示，该研究有助于解释为什么主动脉瓣狭窄可以开始急剧恶化，往往几个月。

“收缩越小，炎症细胞被激活的越多，然后它们加速了疾病，”彼得说。

“我们的研究还表明，通过开放的心脏手术或通过基于导管的经皮方法来替代阀门替代 - 不仅改善了血流，而且作为抗炎措施。后者是一种小说和中心的重要发现。”

压力下：研究是如何完成的

更换主动脉瓣是严重主动脉瓣狭窄的最有效的治疗方法。

对于研究，研究人员比较了在替代之前和之后的24例患者中获得的免疫细胞。

它们还设计了一种微流体器官芯片系统，以复制主动脉瓣内部的条件，预先替换。

这使研究人员能够精确评估细胞如何应对剪切应力的变化。

该团队专注于最大的循环细胞 - 一种称为单核细胞的白细胞 - 当通过窄主动脉瓣时经历最剪切应力。

重要的是，这些细胞被认为是主动脉瓣狭窄病理的中心驱动因素，但目前尚不清楚血流动力学的变化是如何影响免疫反应的。

研究人员现在可以证实，高剪应力激活多种白细胞功能。

被称为“压电-1”的膜蛋白被鉴定为主要负责激活这些功能的机械蛋白，使其成为可能的毒性靶标。

该研究还揭示了更换主动脉瓣膜具有抗炎作用的第一次，扩大了该程序的已知治疗益处。

彼得说，单核细胞在动脉粥样硬化中也起着重要作用血由于胆固醇斑块在动脉壁上积聚，血流受阻。

他说:“一种针对Piezo-1的药物可能被用于减缓主动脉瓣狭窄的进程，并治疗动脉粥样硬化。”

实验技术：芯片器官

芯片上的器官技术是基于微流控芯片。这些是邮票大小的透明装置，包含一系列微型通道、阀门和泵，以复制人体器官的生物物理和生化特性。

为了这项研究，研究人员设计了一种设备来模拟剪切应力条件，免疫细胞通过狭窄主动脉瓣的经验有效地产生主动脉狭窄的芯片。

在RMIT的最先进的微纳米研究设施制作，该技术是由多学科机械生物学和微流体研究小组设计和交付。

本集团将生物医学工程师汇集在卫生和生物医学科学学院的工程和机械生物学家和免疫学家的生物医学工程师。

“通过这项技术，我们可以在身体上精心模仿身体的健康和患病器官，在非常低的成本和高度控制的实验环境中，”Baratchi说。

“我们可以构建模型来模拟不同的流动情况，并识别我们将来希望的药物目标可能会减少甚至更换对动物模型的需求。”

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