“芯片上的肠道”系统提示肠道炎症始发因素

2019-07-02 343细菌肠道益生菌

德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师们成功完成了第一项利用人体芯片上的器官技术研究疾病发展机理的研究。

来自科克雷尔工程学院的研究人员对人体的消化系统进行了研究,发现人体的消化系统中还有很多问题没有答案。利用他们的“芯片上的肠道炎症”微生理系统,研究小组证实肠道屏障的破坏是肠道炎症的始发因素。

“芯片上的肠道”系统提示肠道炎症始发因素

新研究对益生菌作用提出质疑

这项研究还包括一些证据,对常规服用益生菌的做法提出了质疑。益生菌是一种活菌,被认为对肠道健康有益,存在于补充剂和酸奶等食品中。根据研究结果,益生菌的益处取决于一个人肠道上皮细胞的活力,即肠道屏障,这是一种脆弱的单细胞层,保护身体的其他部分免受在人体肠道中发现的其他潜在有害细菌的侵害。

领导这项研究的生物医学工程系助理教授Hyun Jung Kim说:“通过使定制肠道特定条件成为可能,我们可以为这种疾病建立最初的催化剂,或起病引发剂。”“如果我们能确定根本原因,我们就能更准确地确定最合适的治疗方法。”

这一发现发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。

“芯片上的肠道”系统提示肠道炎症始发因素

研究内容

到目前为止,芯片上的器官只是在受控环境下作为器官功能的精确模型。芯片上的器官是由活的人类细胞排列而成的微芯片,用来模拟从心脏、肺到肾脏和骨髓的各种器官。这是首次研制出一种患病的芯片上的器官,并用于显示疾病在人体中的发展过程——在本例中,研究人员检测了肠道炎症。

“一旦肠道屏障被破坏,益生菌就会像其他通过受损肠道屏障进入人体的细菌一样有害,”生物医学工程博士候选人Woojung Shin说。“当肠道屏障健康时,益生菌是有益的。然而,当它受到损害时,可能会弊大于利。从本质上讲,“好篱笆造就好邻居。”

Shin计划开发更多定制的人类肠道疾病模型,如炎症性肠病或结肠直肠癌,以确定肠道微生物群如何控制炎症、癌症转移和癌症免疫治疗的效果。

Kim是芯片上人体器官开发的主要研究人员。2012年,他在哈佛大学(Harvard University)威斯生物工程研究所(Wyss Institute for biological Inspired Engineering)开发了第一个人体芯片上的内脏。

“芯片上的肠道”系统提示肠道炎症始发因素

引用

University of Texas at Austin. "'Gut-on-a-chip' system shows intestinal barrier disruption is the onset initiator of gut inflammation: 'Once the gut barrier has been damaged, probiotics can be harmful just like any other bacteria'." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 October 2018.
www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181025141101.htm.

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