一个可扩展的长期体外模型人类结肠表皮与连续屏障功能模型
Ashley J Cuttitta1,2, Sophia R Meyer3, Tristan Frum1
1Department of Internal Medicine, The Division of Gastroenterology and Hepatology, The University of Michigan Medical School, Ann Arbor, MI 48109, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|October 3, 2025
概括
研究人员开发了一种新型的transwell模型,用于长期研究人类结肠表皮膜屏障功能. 这种先进的体外模型使得随着时间的推移,可以详细研究表皮反应.
科学领域:
- 胃肠病学 胃肠病学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 人体体内分化肠表皮的体外模型对于研究和转化医学至关重要.
- 在2D体外模型中评估初级成年结肠表皮膜屏障功能受到快速细胞循环的限制.
- 为了克服这些局限性,开发了一种新型的transwell模型,使增殖和分化结肠上皮细胞的长期培养成为可能.
研究的目的:
- 开发一种高通量体外模型,用于维持长期功能屏障的恒常性人类结肠表皮.
- 为了使复杂的上皮膜屏障反应随着时间的推移进行调查.
- 用各种刺激来评估屏障完整性,并实时监测响应.
主要方法:
- 利用了3D原始人类结肠体,播种在96井的跨井膜上.
- 在顶部或底侧腔室使用增长因子特异性介质.
- 通过超皮质电阻 (TEER) 监测,挑战测定和深度学习的定量单细胞图像分析来评估屏障完整性.
主要成果:
- 该模型维持了长达30天的依赖时间的分化,建立了一个由增殖和分化的细胞组成的单层.
- 持续的TEER监测显示了对各种刺激的供体特异性反应,包括IFN-γ,TNF-α,Clostridium difficile毒素B (TcdB) 和EDTA.
- 终点免疫光分析与TEER测量相关的细胞特征,如细胞对细胞的方向.
结论:
- 一个具有持续功能障碍的人类结肠表皮的高通量体外模型被成功证明.
- 这种模型为研究复杂的上皮质屏障动态和长期反应提供了有价值的工具.
- 该模型促进了药物发现和理解胃肠道疾病等领域的研究.
