JMT日本医疗——东京大学生产技术研究所成功开发出具有3D结构的“3D肠道芯片”②

点击量：92   日期：2022-04-01 09:45    编辑：JMT日本医疗

此次研发的肠道芯片在培养的第16天引起了巨大的变化。使用光学相干断层扫描获得非侵入性3D 图像，并确认了在2D培养中未形成的褶皱状结构。

肠芯片中肠上皮的结构评估。（左）光学干涉断层扫描的非侵入性3D图像。在使用管状凝胶的3D培养中，可以确认折叠状结构（白色箭头）。（右上）只有在3D培养中，才能确认增殖活跃的隐窝状区域。（右下）透射电子显微镜下的细胞横截面图。通过3D培养可以看出，生长在细胞顶端的微绒毛密布而形成（来源：东京大学工业科学研究所网站）。

这种褶皱状结构是像活体一样受到细胞压力的压力而形成的，因为只有在3D培养中才能观察到细胞质中的肌动蛋白纤维，这些肌动蛋白纤维是在细胞压力强时在细胞内部形成的。

另外，通常2D培养的上皮薄片一旦形成，细胞增殖就会停止，但是在这个皱褶状结构的凹陷部分，细胞增殖非常繁盛，与实际的肠的隐窝具有同样的性质。进而，在肠上皮细胞的顶端形成微绒毛，3D培养的细胞中微绒毛密集林立形成的事实也得到了证实。

在这个肠尖由褶皱上皮组成的管子只能加入来自管腔的溶液，因此可以从管腔评估肠道的屏障功能和吸收功能。还证实了肠尖具有完整的屏障功能，因为没有未吸收的物质从管腔中泄漏出来。

使用肠道芯片的炎症样现象诱导和吸收试验。（左）观察荧光标记分子如何流入肠道并从肠道泄漏的结果。荧光标记分子的密度显示在彩色图上，越接近白色/红色，浓度越高，越接近黑色/紫色，浓度越低。在对照组中，没有物质泄漏，而在添加炎症诱导物质的组中，观察到大量泄漏。（右）使用2D和3D肠道模型的吸收测试结果。在3D肠道模型中，吸收量大，被主动转运抑制剂抑制，这表明它是主动吸收而不是扩散（来源：东京大学工业科学研究所网站）。

肠炎的原因之一是屏障功能的崩溃​。因此，当从管腔侧添加葡聚糖硫酸钠作为炎症诱导物质时，它成功地模拟了引发肠炎的屏障功能的破坏。

另外，由于没有从小肠芯片的扩散引起的泄漏，因此从管腔添加后续吸收的物质，测定吸收量。然后，发现与二维培养相比，吸收量显着增加。

这表明2D培养的肠道模型不足以进行吸收测试，通过使用本次开发的肠道芯片，可以进行比以往更接近活体的测试。

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