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      用于培養(yǎng)復(fù)雜人類微生物組的器官芯片技術(shù)
      
			
      
				2019-05-15 08:52:19
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      哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所的研究人員利用片上器官技術(shù)培養(yǎng)復(fù)雜的人體微生物組，直接接觸血管化的人腸上皮細(xì)胞。根據(jù)今天發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上的一項(xiàng)研究，他們的無氧腸道芯片穩(wěn)定地保持了類似于人類糞便的微生物多樣性。
      

      用于培養(yǎng)復(fù)雜人類微生物組的器官芯片技術(shù)
      

      “這種新的厭氧性腸道芯片技術(shù)現(xiàn)在提供了一種在體外高度控制條件下在細(xì)胞和分子水平上研究臨床相關(guān)的人類宿主 - 微生物組相互作用的方法，”Donald Ingber博士說。“通過提供直接進(jìn)入微生物組和分化的腸組織，這種方法可用于發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病或可能有助于預(yù)防這些疾病的特定微生物或其代謝產(chǎn)物，并且因?yàn)槲覀兪褂脧幕颊叻蛛x的細(xì)胞，可以使用這種方法對(duì)于個(gè)性化醫(yī)療也是如此。“
      

      “早期的組織培養(yǎng)系統(tǒng)旨在重現(xiàn)體外人類微生物組與腸上皮細(xì)胞之間的相互作用，其有用性受到限制，因?yàn)樗鼈儫o法使這兩種成分直接接觸，并且不能模擬腸道的低氧濃度。為了生存厭氧菌，“第一作者Sasan Jalili-Firoozinezhad說。
      

      為了容納完整的微生物組，研究小組將腸道芯片放入定制設(shè)計(jì)的厭氧室中，使其能夠顯著降低上腸道上皮通道中的氧濃度，同時(shí)保持下部?jī)?nèi)皮通道處于正常氧濃度。“我們?cè)趦蓚€(gè)通道上產(chǎn)生氧氣梯度，這仍然允許腸上皮細(xì)胞通過多孔膜擴(kuò)散氧氣，”共同第一作者伊麗莎白卡拉馬里說。“此外，我們?yōu)槟c道芯片配備了光學(xué)傳感器，可以實(shí)時(shí)報(bào)告兩個(gè)通道中的局部氧氣濃度，而不會(huì)干擾氧氣梯度。”腸切片包含兩個(gè)由多孔膜隔開的平行微通道。該團(tuán)隊(duì)在上部通道的膜頂部培養(yǎng)人腸上皮細(xì)胞，在下部通道膜的另一側(cè)培養(yǎng)來自腸微血管的血管內(nèi)皮細(xì)胞。用于排列這些腸切片的腸細(xì)胞來自細(xì)胞系或來自人回腸活組織檢查，并通過中間類器官步驟擴(kuò)增，其中它們形成微小的球形腸組織結(jié)構(gòu)。
      

      然后將從健康人糞便中獲得并在生殖小鼠中穩(wěn)定培養(yǎng)或從嬰兒糞便中新鮮分離的復(fù)雜腸道微生物組樣品注射到上部上皮通道中，在那里它們與由下面的腸上皮分泌的粘液層直接接觸。更重要的是，當(dāng)在這些低氧條件下生長(zhǎng)時(shí)，共生細(xì)菌群體的多樣性保持了在人腸中觀察到的豐富性。Jalili-Firoozinezhad說：“我們通過基因組分析顯示，我們可以培養(yǎng)超過200種不同的細(xì)菌群，持續(xù)數(shù)天，其中專性厭氧菌的數(shù)量和比例與人體糞便中觀察到的相似。”“重要的，
      
			

			
        
      
			
      
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