内皮细胞表现出器官型特异性，但用于解析血流动力学剪切力是否塑造不同血管床之间这种多样性的工具仍然有限。在此，我们提出PROPEL平台：一种无需管路、由磁力搅拌器驱动的平台，可在标准培养皿范围内，以可编程方式向多种细胞类型并行施加2至60 dyn/cm²的层流剪切应力，并具有模块化灵活性，能够轻松引入不同的基底几何形状，包括三维血管格式。利用该平台，我们对六种人类内皮细胞亚型在静止、低、中等和高剪切条件下进行了表型分析。表型分析揭示了细胞排列、伸长以及高尔基体-细胞核极化的亚型特异性阈值，其中，在低剪切条件下，皮肤微血管内皮细胞和大隐静脉内皮细胞的伸长与极化发生了分离。全转录组RNA测序显示，存在随剪切力大小逐步变化的保守性转录程序，包括机械转导通路的诱导以及增殖程序的抑制。基于表型的转录比较进一步表明，细胞排列转变与细胞骨架及代谢特征的激活相关。除保守性响应外，还观察到器官型特异性响应。综上，这些发现确立了PROPEL作为一种可扩展的平台，可用于多种内皮细胞和多种剪切条件下的转录组及表型分析，并揭示内皮细胞沿两个器官型轴进行剪切适应：其一为阈值轴，决定某一亚型何时发生响应；其二为特征轴，决定剪切应力响应的具体类型；这对理解血管床特异性的疾病易感性具有重要意义。
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PROPEL：高通量剪切应力平台揭示内皮细胞机械适应中的器官型阈值
Terry
Ching
，
Jessica
Teo
，
Winita
Wangsrikhun
，
Xiaolei
Song
，
Christopher S
Chen
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.22.740104
Terry Ching
1
波士顿大学；哈佛大学 Wyss 研究所；
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Jessica Teo
1
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Christopher S Chen
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chencs{at}bu.edu
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内皮细胞表现出器官型特异性，但用于解析血流动力学剪切是否塑造不同血管床间这种多样性的工具一直十分有限。在此，我们介绍 PROPEL：一种无需管路、由磁力搅拌器驱动的平台。该平台可在标准培养皿范围内，同时对多种细胞类型施加可编程的层流剪切应力（2 至 60 dyn/cm²），并具有模块化灵活性，可便捷地引入不同的基底。
包括三维血管形态在内的几何结构。利用该平台，我们对六种人类内皮细胞亚型在静态、低、中等和高剪切应力条件下进行了分析。表型分析揭示了细胞取向、伸长以及高尔基体-细胞核极化的亚型特异性阈值；其中，在低剪切应力下，真皮微血管内皮细胞和大隐静脉内皮细胞的伸长与极化出现解耦。整体RNA测序显示，保守的转录程序会随剪切应力强度逐步变化，其中包括机械转导通路的诱导以及增殖程序的抑制。基于表型的转录组比较进一步表明，取向转变与细胞骨架和代谢特征的激活相关。除保守性反应外，还观察到器官类型特异性反应。总体而言，这些发现确立了PROPEL作为一种可扩展平台，可用于多种内皮细胞和多种剪切应力条件下的转录组学及表型分析；同时揭示，内皮细胞沿着两个器官类型轴进行剪切适应——一个是决定某一亚型何时作出反应的阈值轴，另一个是决定剪切应力反应呈现何种特征的特征轴——这对血管床特异性的疾病易感性具有重要意义。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
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Jessica Teo、
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Christopher S. Chen
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2026.07.22.740104；
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2026.07.22.740104；
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关键词：内皮细胞 · 剪切应力 · 机械转导 · 器官型差异 · RNA测序 · 血管生物学
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.22.740104v1?rss=1