每年全球因蛇咬伤导致超过10万人死亡,蛇毒中的血液毒素可迅速破坏血管结构,引发致命后果。开发高效解毒疗法的关键在于构建高仿真的血管模型,而传统二维细胞培养难以模拟真实生理环境。瑞士Tecan公司最新研究结合类器官芯片技术与Spark®Cyto多模式检测平台,实现蛇毒毒性的精准评估,为抗蛇毒治疗带来新突破! 类器官芯片:血管模型的“高仿实验室” 类器官芯片通过微流控技术,在三维环境中培养人脐静脉内皮细胞(HUVEC),形成具有生理功能的血管小管。相比传统培养,该技术可模拟血管的三维结构、流体灌注及细胞外基质相互作用,更真实地反映蛇毒对血管的损伤机制。 研究中采用的OrganoReady®血管板包含64个独立芯片,每个芯片内预生长内皮小管并包埋于胶原基质中。通过注入蛇毒与荧光标记物,可实时监测毒素对血管屏障、细胞活力及形态的多重影响。(图1) 多重检测:1小时锁定蛇毒“致命因子” 利用Spark®Cyto的荧光检测与成像模块,研究团队同步追踪以下关键指标: 01血管渗漏 荧光标记葡聚糖实时监测血管屏障完整性。 结果:蛇毒1、2在数分钟内引发严重渗漏,蛇毒3、4渗漏效应较弱(图2)。 02细胞毒性 DRAQ7染色标记死细胞核,评估直接杀伤效应。 发现:蛇毒3、4导致显著细胞死亡,而蛇毒1、2虽破坏血管结构,却未直接杀伤细胞(图3)。 03细胞活力 Calcein-AM荧光信号量化活细胞代谢活性。 蛇毒1、2在10分钟内使细胞活力骤降,而蛇毒3、4影响较小(图4)。 04形态学变化 明场成像显示,蛇毒1、2导致血管小管快速收缩剥离,结构完全破坏(图5)。 结论:毒性机制大不同,抗蛇毒药筛新靶点! 蛇毒1、2:通过破坏血管结构完整性引发渗漏,但无直接细胞毒性。 蛇毒3、4:直接杀伤细胞,渗漏效应较弱。 该研究不仅揭示了不同蛇毒的作用机制差异,更为抗蛇毒药物开发提供了高生物相关性模型,支持同时监测功能、活力与形态参数,加速精准疗法的筛选与验证。 技术亮点 类器官芯片:高度模拟人体血管生理环境。 Spark®Cyto:荧光+成像多模式检测,1小时完成毒性评估。 多重指标:渗漏、毒性、活力、形态同步分析。 研究意义: 这项技术未来可扩展至其他毒素或药物评估,为毒理学研究与新药开发提供高效工具。
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