体外直接或间接共培养条件下压力经上皮细胞层对气道平滑肌细胞的影响

摘要

通过建立气道上皮细胞与平滑肌细胞体外共培养模型,研究气体压力经上皮细胞对气道平滑肌细胞的作用和机制,为理解真实气道内气体压力作用下气道上皮与平滑肌细胞层之间的信息交流方式及其生理病理效应提供科学依据。首先在体外分别单独培养原代大鼠气道上皮细胞和气道平滑肌细胞,然后以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜为介质建立气道上皮细胞与气道平滑肌细胞直接或间接的共培养模型,同时利用自制的气体增压装置对共培养模型中的上皮细胞层施加0-6kPa的压力。之后,采用倒置显微镜、MTT法和原子力显微镜（AFM）等观测共培养模型中气道平滑肌细胞在不同压力作用下和不同时间点的形态特征、细胞增殖和杨氏模量。无论在直接和间接共培养模型中,经上皮细胞施加外部压力都导致气道平滑肌细胞形态变宽、变扁,促进细胞增殖和硬化。而且在直接共培养模型下,气道平滑肌细胞对外加压力的响应更为明显。外加压力透过气道上皮细胞确实能够影响气道平滑肌细胞的结构与功能,这种影响很可能随着上皮细胞和平滑肌细胞间的距离靠近而增强。这一发现对于揭示不同细胞之间的力学信号传导方式有重要的意义,特别是有助于理解哮喘病中气道上皮细胞挤压与气道平滑肌细胞病理变化的关系及其在哮喘病理机制中的作用。