报告题目:

肺仿生器官芯片用于病毒入侵研究

报告人:

祖岩

所在单位:

国科温州研究院

报告人简介:

祖岩，国科温州研究院生物物理中心岗位研究员。其科研工作聚焦于生物力学与器官芯片，主要围绕三个方向展开：一是设计智能药物递送系统与先进生物材料，用于脊髓损伤、肺损伤等组织再生与修复；二是构建仿生器官芯片模型，研究力学刺激影响干细胞行为及病毒入侵的机制，用于药物筛选；三是结合光镊等前沿技术，致力于探究细胞与组织的微观力学特性，建立基于力学标志物的干细胞质量评价新方法。近五年来，他在Advanced Functional Materials、Advanced Science、The Innovation等国际知名期刊上以（共同）通讯/第一作者发表论文20余篇，主持项目包括国家重点研发计划课题、国家自然科学基金青年项目、北京市优秀人才项目等。

报告摘要:

呼吸道病毒是一类以呼吸上皮细胞为主要宿主细胞的病毒群体，其感染与致病过程直接依赖于对宿主呼吸上皮细胞的侵袭与复制。在肺泡的呼吸生理过程中，肺泡上皮细胞会受到呼吸运动产生的机械拉伸力作用而发生形态与功能上的适应性变化。其中，Ⅱ型肺泡上皮细胞（ATⅡ细胞）不仅是呼吸道病毒感染的主要靶细胞，同时也是肺组织内重要的干细胞和力学感受细胞，因此，深入研究ATⅡ细胞在机械拉伸刺激下呼吸道病毒感染的病理生理机制具有重要的理论与实践意义。为了探究肺泡生理病理条件下，机械拉伸力对呼吸道病毒入侵ATII细胞的影响。本研究构建了一种仿生肺泡微流控芯片模型，旨在探究机械拉伸对呼吸道病毒感染肺泡上皮细胞的调控作用。以SARS-CoV-2假病毒为研究对象，对仿生肺泡微流控芯片上培养的ATII细胞进行感染处理，通过膜压力变形的方式向细胞施加梯度机械拉伸，系统分析机械拉伸力对病毒入侵过程的影响。研究发现，机械拉伸可降低细胞骨架蛋白的荧光表达强度，并调控细胞骨架蛋白发生重排，进而降低细胞膜张力，最终抑制ATⅡ细胞与病毒的膜融合过程。该仿生3D肺泡微流控芯片可精准模拟肺泡生理病理力学微环境，为细胞生物力学检测、肺部疾病病理机制探索及临床诊疗策略研发提供了新型技术平台，具有广阔的应用前景。