Caco-2 肠芯片的 TPCA-1 抗炎与屏障检测
用重组炎症因子刺激 Caco-2 上皮管状结构，在 TPCA-1 浓度系列中检测分泌、屏障电阻和细胞代谢活性。
用途与模型
- 研究用途
- 比较抗炎效应与上皮屏障损伤，选择能同时保留细胞状态的剂量范围。
- 模型与细胞来源
- Caco-2 人结肠癌细胞系，ECACC86010202，第 47–60 代；胶原基质中的上皮管状模型。
- 方法版本
- 2019 年 40 单元 OrganoPlate 炎症刺激与 TPCA-1 测试版本
- 实验形式
- 40 单元三通道 OrganoPlate，384 孔板形式；摇动产生灌流，不使用细胞隔膜。
材料与平台
- 细胞与基质
- 每芯片约 20,000 个 Caco-2 细胞，4 mg/mL 胶原 I；摇动±7°、每 8 分钟切换。
- 非感染炎症刺激
- 从基底侧加入重组 IL-1β 2 ng/mL、IFN-γ 100 ng/mL 及 TNF-α 100 ng/mL，标准药物比较为第 4–7 天。
- 药物比较
- TPCA-1 0.005–20 μM，两侧加药；预处理 2 小时，随后伴随炎症刺激持续 72 小时。
- 检测
- 分别测量两侧 IP-10、IL-8 及 CCL20 分泌，用 OrganoTEER 测跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance，TEER），以 alamarBlue 检测细胞代谢活性。
测量指标与分析
- 顶端与基底侧细胞因子分泌
- 跨上皮电阻 TEER
- alamarBlue 代谢活性
- 上皮连接与形态
以炎症刺激未加药芯片为参照计算分泌抑制和屏障变化，拟合浓度反应；不同终点独立比较，细胞代谢活性不换算为死亡比例。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 采用重组炎症因子刺激后，比较 TPCA-1 各浓度下的细胞因子分泌、屏障及细胞状态。
- 测试范围
- 单一 Caco-2 细胞系；图 4 分泌每条件 4–5 芯片、TEER 3–5 芯片、细胞活性 3–4 芯片，均为技术重复。
- 参照体系
- 未刺激、炎症刺激未加药以及 TPCA-1 各浓度。
- 研究结果
- 5 及 20 μM 强烈抑制细胞因子同时降低屏障和代谢活性；1.25 μM 降低分泌并改善屏障，未显示相同活性下降。
适用条件与研究局限
- 模型采用细胞系，没有多供者或患者炎症性肠病背景。
- 标准药物窗口为 72 小时，验证药物为 TPCA-1。
- 药物比较采用重组炎症因子刺激形成的模型，不包含患者组织验证。
来源与原文
- Development of a Gut-on-a-Chip Model for High Throughput Disease Modeling and Drug Discovery.原始研究 · International Journal of Molecular Sciences · 2019-11-12