「内皮血液細胞の相互作用を調査するためにin vivo幾何学を再現するin vitro血管系」

循環における生物物理学的細胞相互作用を調査するには、現在、in vivoモデルを選択する必要があります。これは、血管系の血行動態と幾何学的複雑さの一部を解釈することが困難です。または、非生理学的仮定に悩まされている、および/または専門的なマイクロファブリケーション施設と専門知識を必要とするin vitroシステム。そのギャップを埋めるために、動脈瘤、狭窄、分岐などのin vivo幾何学を再現し、内皮細胞培養をサポートするin vivo幾何学を再現するin vitroの「日曜大工」灌流可能な血管系モデルを開発しました。これらの安価で使い捨てのデバイスは、標準的な既製の実験用品を使用して、高精度と再現性で迅速に（<2時間）作成できます。これらの「内皮化された」システムを使用して、血管細胞接着分子（VCAM-1）発現の空間的変動が血管形状の壁せん断応力パターンと相関することを示します。さらに、狭窄中の内皮細胞の存在は血小板の接着を減少させるが、鎌状赤血球疾患（SCD）赤血球（RBC）接着を増加させることを観察します。全体として、私たちの方法により、あらゆる分野の研究者が生理学的に関連する、しかし簡単に作成できるin vitro血管モデルにおける細胞相互作用を研究することができます。

Investigating biophysical cellular interactions in the circulation currently requires choosing between in vivo models, which are difficult to interpret due in part to the hemodynamic and geometric complexities of the vasculature; or in vitro systems, which suffer from non-physiologic assumptions and/or require specialized microfabrication facilities and expertise. To bridge that gap, we developed an in vitro "do-it-yourself" perfusable vasculature model that recapitulates in vivo geometries, such as aneurysms, stenoses, and bifurcations, and supports endothelial cell culture. These inexpensive, disposable devices can be created rapidly (<2 hours) with high precision and repeatability, using standard off-the-shelf laboratory supplies. Using these "endothelialized" systems, we demonstrate that spatial variation in vascular cell adhesion molecule (VCAM-1) expression correlates with the wall shear stress patterns of vascular geometries. We further observe that the presence of endothelial cells in stenoses reduces platelet adhesion but increases sickle cell disease (SCD) red blood cell (RBC) adhesion in bifurcations. Overall, our method enables researchers from all disciplines to study cellular interactions in physiologically relevant, yet simple-to-make, in vitro vasculature models.