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        用于培養(yǎng)復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)復雜的人體微生物組，直接接觸血管化的人腸上皮細胞。根據(jù)今天發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上的一項研究，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。“通過提供直接進入微生物組和分化的腸組織，這種方法可用于發(fā)現(xiàn)導致疾病或可能有助于預防這些疾病的特定微生物或其代謝產(chǎn)物，并且因為我們使用從患者分離的細胞，可以使用這種方法對于個性化醫(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胞之間的相互作用，其有用性受到限制，因為它們無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，同時保持下部內(nèi)皮通道處于正常氧濃度。“我們在兩個通道上產(chǎn)生氧氣梯度，這仍然允許腸上皮細胞通過多孔膜擴散氧氣，”共同第一作者伊麗莎白卡拉馬里說。“此外，我們?yōu)槟c道芯片配備了光學傳感器，可以實時報告兩個通道中的局部氧氣濃度，而不會干擾氧氣梯度。”腸切片包含兩個由多孔膜隔開的平行微通道。該團隊在上部通道的膜頂部培養(yǎng)人腸上皮細胞，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)皮細胞。用于排列這些腸切片的腸細胞來自細胞系或來自人回腸活組織檢查，并通過中間類器官步驟擴增，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，當在這些低氧條件下生長時，共生細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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