无收缩血管化全层皮肤芯片平台的构建及其在特应性皮炎免疫炎症建模中的应用

本研究针对传统皮肤等效物体外模型因基质收缩难以进行长期可靠药物筛选的难题，开发了一种新型无收缩全层皮肤芯片模型。该模型通过工程化多孔支架抑制收缩（面积保持率达100%），并成功构建了可灌注的微血管网络（CD31/CD144阳性）。在特应性皮炎（AD）炎症模型中，该平台可模拟角质层形态改变、生物标志物（IL-6、TSLP、CA2）表达及免疫细胞（HL-60）招募等关键病理特征，为皮肤病理研究和药物评估提供了更生理相关的体外工具。

　　

组织工程领域长期面临着一个核心挑战：如何构建具有生理相关性的体外皮肤模型，特别是能够支持可靠药物筛选的平台。虽然传统皮肤等效物取得了一定进展，但基质收缩（matrix contraction）问题严重阻碍了长期实验研究。为此，研究人员开发了一种新型无收缩全层皮肤等效物，其中整合了微血管样内皮网络，从而突破了这些限制。

该研究采用了一种工程化多孔支架，可有效限制基质收缩并支持微血管样网络的形成。这种多孔支撑结构完全消除了宏观收缩（实现了100%的面积保留，而以往模型仅为11.9%），从而延长了真皮成熟时间并实现了稳定的长期气液界面（ALI）培养。

通过依次接种人脐静脉内皮细胞（HUVEC）、真皮成纤维细胞和角质形成细胞，研究团队成功构建出稳定且相互连接的血管结构。通过CD31/CD144免疫荧光染色和荧光微球灌注实验，证实了该网络的 identity 和可灌注性。这种配置使得长期培养稳定性和可重复的药理学评估成为可能。

研究进一步通过特应性皮炎（AD）病理模型评估了该平台的效能。在促炎细胞因子（IL-4, IL-13, IL-22）刺激下，综合分析揭示了角质层形态、表皮蛋白表达以及特应性皮炎特异性生物标志物（IL-6, TSLP, CA₂）的显著改变。尤为重要的是，该模型展示了HL-60细胞在细胞因子依赖下的招募和真皮定位过程，其生理相关性显著优于无血管模型。

该平台代表了皮肤组织工程的一项重要进展，不仅为研究皮肤病理学和药理反应提供了 sophisticated 工具，也为替代传统动物实验提供了可行的解决方案。