摘要：淀粉样β寡聚体（AβO）在阿尔茨海默病（AD）中起关键作用，由脑内免疫细胞小胶质细胞清除。暴露于AβO的小胶质细胞参与迁移、凋亡、吞噬以及AβO激活的小胶质受体，影响细胞机械生物学特性，如小胶质细胞与基底的粘附强度。本文使用无标记微流控设备，通过量化细胞-基底粘附来检测增加AβO浓度对小胶质BV2细胞的影响。该微流控设备作为AD模型，包含一个单通道，用作细胞粘附测定。结果表明，量化细胞-基底粘附可以成功识别AβO浓度增加的条件。
引言：阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，也是最常见的神经系统疾病（约占病例的75%）。2021年，世界卫生组织（WHO）报告称，全球有超过4000万人受到AD的影响。用于诊断AD的两个临床生物标志物是淀粉样β（Aβ）蛋白和Tau蛋白。Aβ是AD的主要生物标志物。Aβ单体聚集形成Aβ寡聚体（AβO），然后形成原纤维和纤维。这些有毒的聚集物破坏神经细胞之间的通讯并导致神经元细胞死亡。研究表明，AβO在AD发病机制中最有效，AβO水平的变化是AD进展的主要生物标志物之一。
结果：在本研究中，开发了一种微流控设备作为AD模型，通过暴露于AβO来定量测量小胶质BV2细胞-基底粘附。微流控测定具有带入口和出口储液器的单通道。PBS流动通过注射泵在设备内泵送以施加流体剪切应力到细胞上。细胞在剪切应力下开始从基底脱离，通过显微镜监测细胞去除并计数每个时间帧中附着的细胞，直到设备中均匀剪切应力区域的所有细胞被清洗掉。
讨论：我们的报告利用微流控测定法通过定量比较各种AβO浓度之间的细胞-基底粘附来检测暴露于小胶质BV2细胞时AβO的进展。使用微流控设备是因为在流动剪切应力下量化细胞从基底去除的过程中不需要标记（无抗体和抗原），并且仅需要管道、注射泵、显微镜和最少的细胞培养基，使实验经济且可控。
结论：在当前研究中，开发了一种微流控设备作为AD模型，通过量化小胶质BV2细胞-基底粘附强度作为机械生物学标志物来研究AD中AβO的进展。数据显示，量化细胞-基底粘附可以成功表示因增加AβO浓度而产生的各种条件。结果揭示，随着细胞暴露于AβO的时间增加，细胞与基底的结合强度降低。
材料和方法：设备设计和制造：微流控设备由单通道（长度=8毫米，宽度=900微米，高度=100微米）组成，通道两端有入口和出口储液器（直径=6毫米，高度=7毫米）。设备采用标准软光刻技术在聚二甲基硅氧烷（PDMS）中制造。硅片上的主模具通过负光刻胶（SU8-2075，MicroChem，美国）的光刻技术创建。PDMS是弹性体基料（Sylgard 184，Dow Corning，美国）和弹性体固化剂（Sylgard 184，Dow Corning，美国）按10:1比例混合制成的，浇注在主模具上。在70°C孵育2小时后，将PDMS剥离，并用活检打孔器（直径6毫米）在通道两端打孔以创建储液器。通过氧等离子体处理1分钟将PDMS不可逆地键合到玻璃片上。接下来，将设备在50°C下孵育15分钟以形成PDMS和玻璃之间的强键合。
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