生长因子调节的动脉粥样硬化斑块形成的多相模型
摘要：动脉粥样硬化是指内层动脉壁中脂肪斑块的增长。在成熟的斑块中，从邻近的中层动脉壁中招募血管平滑肌细胞（SMCs）来沉积一层纤维性胶原蛋白，以覆盖脂肪斑块的核心。纤维帽将斑块的致血栓物质与血液隔离开来，阻止血栓形成，从而导致心肌梗死或中风。尽管纤维帽的保护作用很重要，但其形成和维持机制尚不明确。目前还不清楚为什么某些帽子会变得稳定，而另一些则容易破裂。我们发展了一个多相PDE模型，具有非标准边界条件，以研究内皮细胞发送的生长因子信号对SMCs产生的胶原蛋白帽的影响。可扩散的血小板源生长因子（PDGF）刺激SMC迁移、增殖和胶原蛋白降解，而可扩散的转化生长因子（TGF）-$eta$刺激SMC胶原蛋白合成并抑制胶原蛋白降解。模型SMCs以胶原蛋白阶段梯度对应答，并在密集的胶原蛋白组织中迁移和增殖的速率降低。该模型使用一系列体内和体外实验数据进行参数化，重现了动脉粥样硬化易感小鼠斑块生长研究中的几个观察结果。数值模拟和模型分析表明，通过相对较小的SMC群体可以形成稳定的帽子，并强调了TGF-$eta$在有效帽子形成和维持中的关键作用。这些发现提供了对可能导致斑块不稳定和破裂的细胞和生化机制的独特洞察。这项工作是迈向综合的体外模拟斑块开发的重要一步。
作者：Michael G. Watson, Helen M. Byrne, Charlie Macaskill, Mary R. Myerscough
论文ID：1908.02889
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2019-08-09