乳頭上皮質の腸内神経化を模倣し,バリア機能への影響を与えるポンプレス,高通量微生体系

科学分野:

• 生物医学工学
• 胃腸内科
• 神経科学

背景:

• 腸内ニューロンは小腸のホメオスタシスを調節しますが,ほとんどのin vitroモデルでは研究が制限されています.
• 腸内ニューロンの調節不良は胃腸疾患と神経変性疾患に関連しています.

研究 の 目的:

• 主要な腸内ニューロンと上皮を含む高通量3D微生理系 (MPS) を開発する.
• 腸を研究するためのより生物模倣的で生理学的に関連した in vitro モデルを作成する.

主な方法:

• 12 ユニットの 3D MPS 装置が設計され,封じ込められた主腸ニューロンとインターフェイスする主皮質単層をサポートしました.
• 重力駆動の流れと実験室の振動器を用い,生物模倣的切断ストレスと栄養素の供給を誘導した.
• 障壁の整合性を評価するために,トランセピテリア電気抵抗 (TEER) と浸透性アッセイが行われました.

主要な成果:

• 腸内神経系 (ENS) の存在による共培養システムは,バリアの整合性を著しく増加させました (1.25倍の抵抗,10%の透過性).
• ENSの存在は,表皮成長因子 (EGF) を1. 4倍大幅に減少させた.
• 皮質細胞における神経化により,シトカイン遺伝子発現とWNT経路が変化し,より生物模倣的な反応を示した.

結論:

• 腸内静脈を持つ開発された3D MPSは,胃腸の研究に生理学的により関連するインビトロモデルを提供します.
• 腸内モデルにおけるバイオミメティック・バリア機能と細胞反応の確立には神経化が不可欠である.
• このモデルは胃腸疾患と 神経退行性疾患の研究を進めています