小说胶原膜改善Colon-on-a-Chip功能

炎性肠道疾病(ibd)如克罗恩氏病是由复杂的肠细胞之间的相互作用,引起细胞因子和肠道微生物群。不同的治疗方法和治疗炎症性肠病药物更有效地比其他一些病人。这种不可预测性的药物反应在某些患者可以归因于那个人的独特的生理和肠道微环境。

对于理解肠道细胞和细胞因子之间的相互作用,需要有高效的生理模型可以复制肠道的利基市场环境。在啮齿动物广泛用作研究动物模型包括肠道和药物的相互作用,由于不同的啮齿动物和人类生理这些动物模型不能反映复杂的人类肠道的利基。

微流控tissue-chips可以复制复杂的组织微环境和工程根据测试的需要。这些组织系统进行实验时可以更好的监管和控制。现有的微流体gut-on-a-chip模型使用PDMS(聚二甲硅氧烷)或PDMS结合其他合成材料,如聚- L -乳酸(丙交脂)。尽管这些材料已经发现支持细胞生长,有一些不良反应观察,如开发non-physiologic鳞状上皮细胞,而不是柱状体内观察到的类型。这些膜也non-physiological毛孔跨几个微米限制细胞运动的障碍。

我们的目标是构建一个微流体模型结肠使用自然组织基础矩阵或细胞外基质制成胶原蛋白类型我密切模仿结肠的结构和功能,可用于研究细胞成分的复杂的相互作用和药物代谢。

是什么原因使我们的微流体colon-on-a-chip独特是膜由天然基础矩阵材料设备用于支持细胞。使用胶原蛋白I型而不是合成材料复制本机的利基环境组织。我们测试设备与这部小说胶原膜细胞生存能力,功能,和大规模的跨膜运输的营养障碍,看看这种膜改善细胞功能的设备相比,用商用Transwell膜。我们的研究表明,胶原蛋白I型膜最好的设备和扩展人类肠道细胞的生存能力,保留的形态、功能、以及屏障功能。

我们的设备有两个单独的钱伯斯的胶原蛋白矩阵可用于不同细胞与肠道细胞的共培养。我们可以看到我们的胶原蛋白膜建立colon-on-a-chip模型作为一种有效的工具来帮助预测肠道细胞的反应不同的效应物如肠道微生物,药物,和细胞因子在药物发现过程中帮助。

参考:

王,C。Tanataweethum, N。尼克,S。& Bhushan a (2018)。新型微流控结肠细胞外基质膜。ACS生物材料科学与工程、4 (4),1377 - 1385。doi: 10.1021 / acsbiomaterials.7b00883