一、為什么要流動狀態(tài)下進行細胞培養(yǎng)？

　　1. 流體剪切力系統(tǒng)實驗背景　

　　液體是所有生物的重要組成部分。許多細胞類型被運動的液體所包圍。例如：

　　* 形成血管內(nèi)層的血管內(nèi)皮細胞，

　　* 形成淋巴管內(nèi)層的淋巴管內(nèi)皮細胞，

　　* 腎和肺的上皮細胞。

　　這種液體流動會產(chǎn)生剪切應(yīng)力，這是一種以多種方式影響細胞形態(tài)和行為的機械力。在許多標(biāo)準(zhǔn)中體外實驗中，細胞是在無流培養(yǎng)的。在這些靜態(tài)條件下，不能考慮剪切應(yīng)力相關(guān)的細胞變化。相比之下，在流動條件下的體外細胞培養(yǎng)模擬了這種機械刺激，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)中的細胞(如內(nèi)皮細胞或上皮細胞)時，在流動條件下工作尤其重要?！　?/p>

　　血管中的內(nèi)皮細胞(上)處于持續(xù)流動狀態(tài)。使用流動下的體外細胞培養(yǎng)（下），可以模擬這些生理條件。

　　2、流動/剪切應(yīng)力對細胞的影響

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

　　剪切應(yīng)力的測量單位是達因/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)。　　

　　人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)流動條件(20 dyn/cm2)下，在µ-Slide I?0.4Luer中培養(yǎng)超過9天。原代細胞在實驗前24小時用腺病毒LifeAct載體轉(zhuǎn)導(dǎo)?！　?/p>

　　二、不同類型的流動簡要介紹

　　在不同的組織和環(huán)境中會出現(xiàn)幾種具有特定特征的流體類型。基本上，流動類型可細分為層流和湍流：　　

　　1.層流

　　層流被定義為沒有湍流的液體運動。 流體在平行的層中流動，它們之間沒有中斷。 層流可以細分為以下幾種：

　　•單向?qū)恿?/p>

　　•脈動層流

　　•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，例如小動脈和靜脈中會遇到單向?qū)恿鳌?在體內(nèi)某些細胞，例如內(nèi)皮細胞和腎上皮細胞，經(jīng)常暴露于流動中。

　　在實驗上，通過在低壁通道中灌注介質(zhì)，并通過保持流動方向和速度隨時間恒定來實現(xiàn)單向?qū)恿??！?/p>