Advanced Healthcare Materials: 微流控芯片–研究淋巴细胞行为的新平台

淋巴细胞是免疫系统的重要组成部分,负责识别和清除体内的病原体以及病变细胞,维持人体健康。淋巴细胞的数目、种类及分泌物会随某些疾病(如AIDS和坏血病等)的发生发展而显著变化。因此,研究淋巴细胞的作用过程和作用机理可以帮助理解、诊断和治疗炎症、自身免疫病和癌症等多种疾病。

传统的淋巴细胞研究依赖于二维细胞培养模型和动物模型,并在此基础上取得了一系列对淋巴细胞行为的初步认识。但由于这些模型往往受限于细胞形态和功能改变、种属差异和可控性差等问题,因此阻碍了淋巴细胞行为研究的进一步发展。微流控芯片是一种结合了微纳加工和微流体控制的新型技术。通过在具有精细结构的芯片中进行细胞培养、刺激和表征,实验人员可以直观而快速的观测细胞对某种刺激的响应。微流控芯片具有高通量特性和细胞微环境构建的灵活性,已经被应用于多种生物模型的构建,包括心脏模型、肺模型、支气管模型和多种癌症模型等。受这些模型的启发,一些淋巴细胞行为研究的实验相继在微流控芯片上开展并取得了新的成果。

西安交通大学仿生工程与生物力学中心(BEBC)对近年来基于微流控芯片的淋巴细胞行为研究进行了总结。文章从宿主防御、免疫诊断和免疫治疗三个方面出发,概括了微流控芯片上的淋巴细胞研究现状。论文剖析了近期发表的研究工作中淋巴细胞迁移、分离和计数以及淋巴细胞与其他细胞的互相作用等过程,总结了微流控芯片在研究淋巴细胞不同行为时的结构特征,为后续研究归纳出了一系列可借鉴的研究方法。文章同时指出,在应用微流控芯片进行细胞研究的过程中,有几个方面可进行改善和突破,包括细胞来源的个性化、三维细胞微环境的构建和细胞实时监测方法的优化。

该工作为淋巴细胞的研究提供了新的思路,同时突出了微流控芯片在生物研究方面的显著优势和巨大潜能。相关工作以“Analysis of Leukocyte Behaviors on Microfluidic Chips”为题,发表在Advanced Healthcare Materials ( https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.201801406 )上。

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