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机体发生炎症时,多种黏附分子参与炎症反应。表达在血管内皮细胞上的选择素通过识别白细胞表面的配体PSGL-1介导白细胞的初始粘附,触发下游细胞信号转导,进而激活白细胞整合素LFA-1。白细胞整合素的激活是血管炎症级联反应过程中的关键事件,受到血流动力学环境的调控。然而,选择素介导的整合素LFA-1激活的力学调控机制及信号通路尚未阐明。本论文的第一部分主要探索在流体剪切力条件下,P-选择素介导的白细胞整合素LFA-1的激活及其信号通路。使用模拟人体血流环境的平行平板流动腔系统,在不同壁面流体剪切力(0.1~0.45dyn/cm~2)条件下,将未处理的或用抑制剂(piceatannol、staurosporine、细胞松弛素B和MNS分别抑制syk、moesin、actin和talin)处理后的白细胞悬浮液注入功能化(单铺P-selectin或双铺P-selectin+ICAM-1)的流动腔底板中,采用高速摄像机(100帧/秒)观察细胞在底板上的粘附事件、记录拴缚生存时间(分子键的生存时间)。通过细胞在双铺P-selectin+ICAM-1底板上拴缚生存时间检测整合素的激活情况。结果显示P-选择素耦合力延长了细胞的拴缚时间;P-选择素介导的白细胞整合素LFA-1的活化是一个快速的事件,触发时间小于0.7秒;随着壁面剪应力的增加,P-选择素和ICAM-1协同介导的白细胞拴缚生存时间呈现先延长后缩短的二相特征。实验结果显示P-选择素介导整合素LFA-1快速激活,经由力敏感信号转导通路PSGL-1→moesin→actin→talin→LFA-1。血管破损后发生的血小板凝血反应过程涉及血小板的粘附、活化、聚集及其与白细胞相互作用等血流动力学环境中的关键事件。在高剪切力条件下,血管破损处分泌的血管性血友病因子vWF的A1结构域与血小板糖蛋白受体GPIbα结合,触发下游信号传导并导致血小板活化。激活的血小板分泌相关黏附分子,其中P-选择素能与PSGL-1结合招募中性粒细胞。在黏附分子的介导下白细胞在血小板上经历多步级联反应,但在血流环境中,白细胞在血小板上的滚动黏附行为及相关力学生物学机制尚未阐明。本论文的第二部分主要探索流体动力学环境中嗜中性粒细胞在固定血小板上的滚动黏附。我们利用平行平板流动腔技术,将血小板黏附在包被vWF-A1分子的流动腔底板上,通过加载10 dyn/cm~2流体剪应力激活血小板不同的时间(0 min、2.5 min和7.5 min),随后,将白细胞悬浮液灌注到流动腔实验区域。利用高速摄像机观察和记录在0.5dyn/cm~2剪切力条件下白细胞在活化血小板上的滚动黏附行为,提取粘附事件数、细胞拴缚生存时间及滚动速度等参数。结果表明中性粒细胞能特异性的结合在活化的血小板上;中性粒细胞在血小板上的拴缚生存时间不依赖于力学刺激,然而力学刺激降低了白细胞在活化血小板上的滚动速度。研究在流体动力学环境中P-选择素介导的白细胞整合素LFA-1激活及其信号通路,分析相关动力学参数,将加深对白细胞免疫应答及炎症反应过程的理解。同时探究在流体动力学环境中嗜中性粒细胞在固定血小板上的滚动黏附情况,有助于了解血小板与白细胞相互作用的机制及粥样动脉硬化形成的过程。本文的研究可为炎症相关药物靶点的发现和抗血栓等心脑血管疾病药物的设计提供参考。