水凝集成的千流体系统:推进制造产生粘液的人类肠道模型的进步
Ahed Almalla1, Nadra Alzain1,2, Laura Elomaa1
1Institute of Chemistry and Biochemistry, Freie Universität Berlin, Takustr. 3, 14195 Berlin, Germany.
Cells
|July 12, 2024
概括
研究人员开发了一种新型的毫流体腔室,以创建先进的肠道模型. 该系统使用生物模拟水凝和剪切应力来促进细胞分化和粘液生产,帮助粘液层研究.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 组织工程是组织工程.
- 胃肠病学 胃肠病学
背景情况:
- 肠道粘液层对肠道健康至关重要,但体外复制具有挑战性.
- 现有的模型缺乏生理复杂性,无法有效研究粘液屏障的功能.
研究的目的:
- 开发一种新的毫流体系统,用于创建仿生肠道模型.
- 研究剪切应力和可调矩阵刚度对肠细胞分化和粘液生产的作用.
主要方法:
- 一个水凝集成的毫流体室被设计为在dSIS-MA水凝支架上对肠道模型施加剪切应力.
- 计算流体动力学模拟了流量概况,并使用HT29-MTX细胞和人肠干细胞 (ISC) 验证了该系统.
- 细胞分化通过基因/蛋白质表达,性酸酶活性和粘液量化进行评估.
主要成果:
- 该系统成功地模仿了生理性肠道组织硬性和剪切应力.
- 剪切应力加速了分化,增加了粘液生产,并在HT29-MTX模型中增强了3D组织.
- 生物模拟支架和剪切应力促进了ISCs在无化学触发的情况下多个血统分化为肠细胞和杯细胞.
结论:
- 毫流体系统可以创建先进的,具有成本效益的肠道模型,具有可调节的刚性和剪切应力.
- 这个平台促进了综合性粘液分析和宿主-病原体相互作用的研究,促进了对健康和疾病中的肠粘液的理解.
