“脾脏芯片”深度模拟镰状细胞病

镰状血细胞会阻塞脾脏的过滤器，导致潜在的威胁生命的情况。美国麻省理工学院、新加坡南洋理工大学、法国巴斯德研究所等机构的研究人员设计了一种微流控装置，即“脾脏芯片”，可以模拟急性脾脏隔离是如何发生的。这篇论文发表在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。

研究人员发现，低氧水平更有可能堵塞脾脏的过滤器，增加氧水平可以疏通过滤器，这可能有助于解释输血如何帮助镰状细胞病患者。

大部分红细胞的寿命在120天左右，所以每天必须去除近1%的供给。在脾脏中，血液流经红髓组织，红髓组织包含一个称为内皮间隙的狭窄通道。这些缝隙由脾血管内皮细胞之间排列的缝隙形成，其最大开口尺寸明显小于红细胞。任何由于损伤、僵硬或畸形而无法通过这些微小开口的红细胞都会被巨噬细胞捕获并破坏。

为了模拟脾脏的过滤功能，研究人员创建了一个具有两个模块的微流体装置，即模拟内皮细胞间隙的S芯片和模拟巨噬细胞的M芯片。该设备还包括一个气体通道，可以用来控制每个芯片的氧气浓度，以模拟人体内的条件。

研究人员使用健康的红细胞和镰状细胞病患者的镰状红细胞进行研究，让这些细胞在控制氧气水平的情况下流经他们的设备。

结果发现，在正常的氧气条件下，镰状细胞在缝隙中造成了一些堵塞，但仍有空间让其他血细胞通过。然而，当氧气水平下降到2%时，缺口很快被完全堵塞。当研究人员再次提高氧气水平时，堵塞消失了。

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