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可灌流的血管微生理系统正日益用于模拟血管生成、组织间串扰及疾病。然而，许多平台仍依赖振荡式、不连续或控制不佳的灌流模式，限制了对持续流动依赖性血管重塑的研究。在此，我们建立了一种可调控的单向层流工作流程，用于血管生成型器官芯片培养物的长期灌流，并利用其研究内皮细胞、血管周细胞和免疫细胞对持续流动的响应。采用AIM Biotech微流控平台，其中包含培养14天、源自人脐静脉内皮细胞的血管生成芽及周细胞，连续灌流使1 μm示踪微珠能够在血管腔内运输，表明整个血管床内存在稳定流动。持续层流在母血管和芽状结构两个层面均诱导了内皮重塑，且两个区室内均可见细胞排列。对母血管的定量分析进一步揭示，高尔基体极化方向与流动方向相反。持续灌流还增加了周细胞向血管生成芽的募集，并降低了母血管内的内皮增殖，符合流动驱动的血管成熟与静息化特征。活细胞成像进一步捕捉到在连续灌流下，内皮细胞呈逆流方向定向迁移、管腔重塑以及周细胞的动态行为。在连续流条件下进行的免疫细胞实验中，免疫细胞与未处理内皮的相互作用有限，而炎症激活则增强了免疫细胞黏附和爬行。这些观察表明，持续流动有助于维持静息型内皮表型，并证明了该平台适用于在受控血流动力学条件下研究炎症激活及免疫-血管通讯。除生物学意义外，该工作流程在活细胞成像、低培养基消耗以及后续扰动研究方面也具有实际优势。此外，该平台的模块化设计使其非常适合血管-器官串扰应用。总体而言，这些结果确立了层流血管生成型器官芯片作为一种可实验操作的模型，可用于在明确定义的血流动力学条件下研究血管机械生物学、血管成熟以及动态细胞相互作用。
可调控层流灌注协同调节血管生成芯片血管系统中的内皮与血管周重塑 | bioRxiv
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可调控层流灌注协同调节血管生成芯片血管系统中的内皮与血管周重塑
查看 ORCID 个人资料 Tomasz Jacek Nawara， Katja Meier， Jan Kuom， 查看 ORCID 个人资料 Irene Hollfinger， Julia Kraxner， Katharina Sarah Koch， 查看 ORCID 个人资料 Maria Hastermann， Lenka Jablonicka， Laure Vinet Barancourt， 查看 ORCID 个人资料 Jennifer Bianca Schwarzkopf， 查看 ORCID 个人资料 Holger Gerhardt
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.21.739741
Tomasz Jacek Nawara 1 整合血管生物学实验室，亥姆霍兹联合会马克斯·德尔布吕克分子医学中心（MDC），德国柏林 13125；德国心血管研究中心（DZHK），德国柏林 10785； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议发布。
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发表于 2026 年 7 月 22 日。
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Tomasz Jacek Nawara， Katja Meier， Jan Kuom， Irene Hollfinger， Julia Kraxner， Katharina Sarah Koch， Maria Hastermann， Lenka Jablonicka， Laure Vinet Barancourt， Jennifer Bianca Schwarzkopf， Holger Gerhardt
bioRxiv 2026.07.21.739741； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.21.739741
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可调控层流灌注协同调节血管生成芯片血管系统中的内皮与血管周重塑
Tomasz Jacek Nawara， Katja Meier， Jan Kuom， Irene Hollfinger， Julia Kraxner， Katharina Sarah Koch， Maria Hastermann， Lenka Jablonicka， Laure Vinet Barancourt， Jennifer Bianca Schwarzkopf， Holger Gerhardt
bioRxiv 2026.07.21.739741； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.21.739741
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.21.739741v1?rss=1
🏷️ 层流灌流 血管生成芯片 内皮重塑 周细胞募集 血流动力学 免疫-血管通讯