研究人员开发微型模型来探索心血管镰状细胞病

密西西比州立大学的一名研究人员正在开发新的微型模型，以更好地了解导致心脏病和镰状细胞性贫血的因素。

雷妮塔·霍顿，农业助理教授生物工程她正在使用透明聚合物“芯片”来创建细胞化微观组织模型，然后用它来研究导致心血管相关疾病的机制。她希望这项工作可以通过确定新的靶点来帮助改善患者的预后，这些靶点可以用来减轻由癌症引起的一些器官损伤镰状细胞病．

霍顿说:“在密西西比州，心血管疾病是一个大问题。“如果我们能够了解导致这种疾病的因素，我们也许能够找到更好地治疗这种疾病的策略，即使不能预防这种疾病。我们的目标是创建能够产生结果的模型，这些结果可以可靠地显示疾病期间人们可能在体内观察到的情况。”

霍顿于2016年3月在哈佛大学威斯生物工程研究所完成博士后奖学金后来到密歇根州立大学。霍顿在密歇根州立大学的农业和生物工程系建立了心血管组织工程实验室。这位土生土长的列克星敦人希望她的研究能加深对血管闭塞的理解，血管闭塞是一种痛苦的并发症镰状细胞性贫血以及其他导致镰状细胞病患者器官损伤并最终死亡的机制。霍顿的姐姐死于癌症后，霍顿开始从事这一领域的研究。

霍顿于2005年获得密歇根州立大学化学工程学士学位。她第一次加入哈佛大学是在她参加国家科学基金会资助的本科生暑期项目时，该项目由哈佛大学材料研究科学与工程中心资助。从密歇根州立大学毕业后，霍顿继续获得哈佛大学工程科学硕士和博士学位，专注于生物医学工程。

大约有六名本科生和硕士生在霍顿大学心血管组织工程实验室工作。该实验室设计了仿生微系统，可以模拟特定器官的特征来预测器官对不同刺激的反应。体外模型，例如霍顿使用的那些，可以用于广泛的研究目的，降低对人类或动物受试者的风险。例如，心肌细胞细胞可以在芯片中培养，然后用不同的药物治疗，看看效果如何。

霍顿说:“利用我们基于微流体的模型，我们可以观察系统中发生了什么，分离出其中的某一部分，然后开始在更集中的范围内提出问题。”“我们知道许多不同的细胞组成了心脏并使其发挥功能，但与心脏病我们真正感兴趣的是心脏什么时候开始功能障碍。在我们的案例中，我们从操纵心肌细胞开始，以了解它们如何应对微环境的变化，以增强我们对疾病发病的理解。随着研究的深入，我们可以在我们的系统中添加更多的复杂性，从而更接近地模拟整个器官。”

随着研究的深入，霍顿希望加强最近与密西西比大学医学中心的合作，该中心为镰状细胞病患者开设了一家诊所。霍顿将用她的芯片检查导致血管闭塞的环境因素。霍顿说，最终目标是用她的小芯片对人类的福祉产生重大影响。

霍顿说:“如果芯片产生了积极或消极的影响，这可能表明在人类或动物身上也可能观察到类似的影响。”“这对我们在这里试图做的一些体外工作来说是一个巨大的好处。最终目标是找到帮助患者的解决方案。我们不仅想用它来观察，还想创造一些实用的东西。”