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科學(xué)家開(kāi)發(fā)出腸炎模型微芯片

2016-01-11 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:在該設備中,腸道表皮細胞能夠在類(lèi)似于腸道生理環(huán)境中得到培養,并且能偶展現出類(lèi)似于腸道蠕動(dòng)的特性。另外,這一系統能夠承受較長(cháng)時(shí)間的細菌共培養,從而便于模擬細菌在體內的作用特性。

  炎癥性腸?。↖nflammatoryboweldisease),包括克羅恩氏病與潰瘍性腸炎,都伴隨著(zhù)慢性的腸道炎癥、粘膜層損傷等癥狀。

  這類(lèi)疾病被認為與腸道微生物種群以及腸道周?chē)牧馨图毎忻芮械穆?lián)系。然而,目前的技術(shù)很難在動(dòng)物體內對這些因素進(jìn)行獨立分析;另外,這些微生物很難通過(guò)常規的培養系統在體外進(jìn)行培養。為了解決這一問(wèn)題,來(lái)自哈佛大學(xué)生物工程系的DonaldE.Ingber課題組發(fā)明了一套可以進(jìn)行腸道表皮細胞體外培養的設備。

  在該設備中,腸道表皮細胞能夠在類(lèi)似于腸道生理環(huán)境中得到培養,并且能偶展現出類(lèi)似于腸道蠕動(dòng)的特性。另外,這一系統能夠承受較長(cháng)時(shí)間的細菌共培養,從而便于模擬細菌在體內的作用特性。之后,作者利用該設備進(jìn)行了腸道炎癥反應以及微生物功能的一系列研究與模擬,相關(guān)實(shí)驗結果發(fā)表在最近一期的《PNAS》雜志上。

  首先,作者利用該腸道模型與大腸桿菌進(jìn)行共同培養。結果顯示,在初期加入時(shí),大腸桿菌定植在接種部位,之后24小時(shí)內,細菌快速蔓延整個(gè)腸道上皮層。然而,在接下來(lái)的4天內,大腸桿菌未能影響腸道防護層的正常生理功能。之后,為了模擬腸炎的發(fā)病特征,作者向該模型中加入PBMC(含有各類(lèi)淋巴細胞)進(jìn)行共同孵育,結果顯示:?jiǎn)为毤尤隤BMC并不能引起腸道上皮的損傷,但同時(shí)加入細菌與PBMC時(shí)會(huì )引起腸道粘膜層的明顯損傷,這一特征與腸炎的發(fā)病癥狀十分相似。

  之后,作者檢測了在腸道受損的情況下細胞分泌各類(lèi)細胞因子的情況。結果顯示:在加入細菌與PBMC時(shí),細胞分泌的IL-8,IL-1beta,IL-6以及TNF-a會(huì )有明顯的上升。之后,作者單獨將純化的上述細胞因子加入沒(méi)有接受刺激的腸道細胞模型中。結果顯示:在四類(lèi)細胞因子同時(shí)加入時(shí),腸道模型表現出與上述刺激相同的受損特征。這一結果說(shuō)明這些細胞因子對于微生物引發(fā)的腸道炎癥反應具有關(guān)鍵的作用。

  最后,作者在大腸桿菌刺激的基礎上加入了幾種不同類(lèi)型的益生菌進(jìn)行復合刺激。結果顯示,這些益生菌能夠有效抑制大腸桿菌以及PBMC引發(fā)的腸道炎癥反應。這一結果說(shuō)明了腸道微生物種群對免疫反應的復雜的調節功能。

  綜上,作者利用新開(kāi)發(fā)的腸道細胞體外重構模型成功再現了體內的腸炎發(fā)病過(guò)程,這對于將來(lái)的基礎研究以及轉化研究都具有重要的意義。

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