独立示例:正常人十二指肠组织的苏木精-伊红染色,可见绒毛结构。
正常人十二指肠组织的苏木精-伊红染色,可见绒毛结构。(Josef Reischig / Wikimedia Commons;CC BY-SA 3.0)

流动与模拟蠕动后出现绒毛结构

哈佛大学维斯研究所(Wyss Institute at Harvard University)团队在 Integrative Biology 报道,将人 Caco-2 细胞置于具有流动及模拟蠕动的肠芯片环境,观察到细胞自发形成三维肠绒毛。出版商记录的首次日期为 2013 年 6 月 26 日。

Caco-2 来自人结直肠腺癌,常用于模拟肠上皮功能。研究比较这一细胞系在不同体外环境中的表现。

分化细胞和空间关系随结构共同形成

绒毛表面的细胞之间有紧密连接,并具有刷状缘和黏液;基部还出现增殖的隐窝样区域,沿隐窝—绒毛轴补充细胞。

模型中可识别吸收细胞、黏液分泌细胞、肠内分泌细胞及潘氏细胞 4 种分化类型,位置分布与人小肠绒毛有相似之处。结构变化因此伴随细胞组成及空间组织的改变。

药物代谢功能与静态单层比较

绒毛形成增加了暴露表面积,作者将其吸收表现与人肠道功能联系起来。相较静态 Transwell 中的传统 Caco-2 单层,芯片模型的细胞色素 P450 3A4(cytochrome P450 3A4,CYP3A4)相关药物代谢活性增强。

这些结果把绒毛形态与药物相关功能同时作为模型质量证据。作者据此提出,该体系可用于肠道生理、疾病及药物开发研究。

来源与延伸阅读

  1. Gut-on-a-Chip microenvironment induces human intestinal cells to undergo villus differentiation. Integrative Biology. 2013. doi:10.1039/c3ib40126j ↗
  2. Caco-2 [Caco2] (HTB-37), ATCC ↗