“脾脏芯片”深度模拟镰状细胞病

镰状血细胞会堵塞脾的过滤器，导致可能危及生命的情况。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研究人员设计了一种微流控设备，即“脾脏芯片”，可模拟急性脾隔离现象是如何发生的。论文发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上。

研究人员发现，低氧水平更有可能使脾的过滤器堵塞，提高氧气水平可疏通过滤器，这可能有助于解释输血是如何帮助镰状细胞病患者的。

大多数红细胞的寿命约为120天，因此每天必须移除近1%的供应量。在脾内，血液流经红髓组织，其中包含称为内皮间缝隙的狭窄通道。这些缝隙由排列在脾血管内皮细胞之间的间隙形成，其最大开口尺寸明显小于红细胞的开口尺寸。任何因受损、僵硬或畸形而无法通过这些微小开口的红细胞，都会被困住并被巨噬细胞摧毁。

为了模拟脾的过滤功能，研究人员创造了一个具有两个模块的微流控设备，即模拟内皮间缝隙的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。

研究人员用来自镰状细胞病患者的健康红细胞和镰刀状红细胞进行研究，允许这些细胞在控制氧气水平的情况下通过他们的设备流动。

研究发现，在正常氧气条件下(20%的氧气)，镰状细胞在缝隙处造成一些堵塞，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，缝隙很快就被完全堵塞了。当研究人员再次提高氧气水平时，堵塞就消失了。