ibidi流體剪切力實(shí)驗(yàn)對(duì)細(xì)胞流體類型的概述

　　一、為什么要流動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)？

　　1. 流體剪切力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)背景　

　　液體是所有生物的重要組成部分。許多細(xì)胞類型被運(yùn)動(dòng)的液體所包圍。例如：

　　* 形成血管內(nèi)層的血管內(nèi)皮細(xì)胞，

　　* 形成淋巴管內(nèi)層的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞，

　　* 腎和肺的上皮細(xì)胞。

　　這種液體流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力，這是一種以多種方式影響細(xì)胞形態(tài)和行為的機(jī)械力。在許多標(biāo)準(zhǔn)中體外實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞是在無(wú)流培養(yǎng)的。在這些靜態(tài)條件下，不能考慮剪切應(yīng)力相關(guān)的細(xì)胞變化。相比之下，在流動(dòng)條件下的體外細(xì)胞培養(yǎng)模擬了這種機(jī)械刺激，并誘導(dǎo)了一種更生理的、類似于體內(nèi)的行為。當(dāng)使用生物流體系統(tǒng)中的細(xì)胞(如內(nèi)皮細(xì)胞或上皮細(xì)胞)時(shí)，在流動(dòng)條件下工作尤其重要?！　?/p>

　　血管中的內(nèi)皮細(xì)胞(上)處于持續(xù)流動(dòng)狀態(tài)。使用流動(dòng)下的體外細(xì)胞培養(yǎng)（下），可以模擬這些生理?xiàng)l件。

　　2、流動(dòng)/剪切應(yīng)力對(duì)細(xì)胞的影響

　　剪切應(yīng)力是由液體對(duì)頂端細(xì)胞膜的摩擦引起的機(jī)械力。在體內(nèi)，一些貼壁細(xì)胞類型暴露于生物流體系統(tǒng)中的機(jī)械剪切應(yīng)力，如血液和淋巴管或腎單位。這種機(jī)械刺激對(duì)細(xì)胞的生理行為和粘附特性有很大的影響。細(xì)胞通過(guò)改變離子通道激活、基因表達(dá)和整個(gè)細(xì)胞層的重組來(lái)對(duì)剪切力做出反應(yīng)。

　　剪切應(yīng)力的測(cè)量單位是達(dá)因/平方厘米(dyn/cm2)。生理剪切應(yīng)力值的范圍從0.5到120 dyn/cm，且取決于血管類型(例如，動(dòng)脈或靜脈)、組織(例如，腦、結(jié)締組織或心臟)和生物體的大小(例如，小鼠、大鼠或人類)?！　?/p>

　　人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)流動(dòng)條件(20 dyn/cm2)下，在µ-Slide I?0.4Luer中培養(yǎng)超過(guò)9天。原代細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)前24小時(shí)用腺病毒LifeAct載體轉(zhuǎn)導(dǎo)。　　

　　二、不同類型的流動(dòng)簡(jiǎn)要介紹

　　在不同的組織和環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)幾種具有特定特征的流體類型?；旧?，流動(dòng)類型可細(xì)分為層流和湍流：　　

　　1.層流

　　層流被定義為沒(méi)有湍流的液體運(yùn)動(dòng)。 流體在平行的層中流動(dòng)，它們之間沒(méi)有中斷。 層流可以細(xì)分為以下幾種：

　　•單向?qū)恿?/p>

　　•脈動(dòng)層流

　　•振蕩層流

層流剖面圖。箭頭代表速度的分布

　　1）單向?qū)恿?/strong>

　　在大多數(shù)小的健康生物血管中，例如小動(dòng)脈和靜脈中會(huì)遇到單向?qū)恿鳌?在體內(nèi)某些細(xì)胞，例如內(nèi)皮細(xì)胞和腎上皮細(xì)胞，經(jīng)常暴露于流動(dòng)中。

　　在實(shí)驗(yàn)上，通過(guò)在低壁通道中灌注介質(zhì)，并通過(guò)保持流動(dòng)方向和速度隨時(shí)間恒定來(lái)實(shí)現(xiàn)單向?qū)恿??！?/p>