【微流控芯片】使用微流控芯片评估药物对嗜酸性粒细胞黏附的影响

一、前言

本文介绍了一种新型微流控平台，该平台由PC控制的Mirus Evo纳米泵和微流控生物芯片组成。纳米泵的流速十分精确，与目前的任何产品相比，这些流速具有更高的可重复性和一致性。重要的是，纳米泵可以实现极低（5 pL min-1至10 µL min-1）的流速，而泵可以模拟与体内血管相当的剪切应力水平（高达 30 dyne/cm2）。Vena8 Fluoro+ 生物芯片由8个微毛细血管组成，毛细血管的尺寸与血管相似。通过在芯片的通道上涂覆重组人粘附蛋白来用于炎症研究。利用这种微流控平台研究人员评估了药物左西替利嗪（levocetirizine）对人嗜酸性粒细胞黏附的影响。

二、材料方法

Vena8 Fluoro+ 生物芯片在环境温度下的潮湿条件中用rhVCAM-1或BSA（含 Ca2+ 和 Mg2+ 的 HBSS 中的 10 µg/mL）涂覆1小时，然后用BSA包被所有芯片通道以占据非特异性结合位点。静息或经 GM-CSF 处理的嗜酸性粒细胞在 37°C 水浴中预孵育10分钟，然后用/不用左西替利嗪 (0.1–100 nM) 孵育，抗 VLA-4 mAb 作为阳性对照）再过20分钟。嗜酸性粒细胞以逐步增加的剪切应力注入毛细血管，从0到5dyne/cm2，每个剪切应力水平1分钟。使用随附的PixeLINK显微镜软件捕获每个剪切应力水平的图像。对于 GM-CSF 刺激 (1 ng/mL) 嗜酸性粒细胞的实验，细胞因子与左西替利嗪同时添加到加热的细胞中，并在开始流动检测前在37°C 下孵育20分钟。通过使用VenaFlux分析软件通过连接到显微镜的数码相机捕获的图像实时监测嗜酸性粒细胞迁移行为来评估黏附性。

三、实验结果

研究人员检查了左西替利嗪浓度范围对GM-CSF刺激（10 ng/mL - 预实验确定的最佳浓度）嗜酸性粒细胞在流向rhVCAM-1的黏附的影响。嗜酸性粒细胞与GM-CSF的预孵育增加了50%以上的粘附水平，并且在5分钟和15分钟时间点都迅速产生了明显更多的扁平细胞。 Levocetirizine 在5分钟和15分钟均以剂量依赖性方式显著抑制GM-CSF 刺激的嗜酸性粒细胞与VCAM-1的粘附以及嗜酸性粒细胞在rhVCAM-1上变平的能力。在10-8 M 的左西替利嗪浓度下观察到最佳的黏附抑制。然而，在15分钟时观察到对GM-CSF依赖性嗜酸性粒细胞变平。

（a）左西替利嗪对GM-CSF刺激的嗜酸性粒细胞黏附于 rhVCAM-1的影响的剂量反应。（b）增加左西替利嗪浓度对 嗜酸性粒细胞在5和15分钟之间变平的影响。