在新型微流体装置中模拟肠道神经上皮连接

  • 2024 - 03 - 01
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在2023年11月14日出版的《Microsystems & Nanoengineering》杂志上,一项研究揭示了生物医学领域的重要突破。由美国明尼苏达州罗彻斯特梅奥诊所生理学和生物医学工程系的研究团队,成功研制出一种微流体装置,该装置能够模拟人类肠道内复杂的神经上皮相互作用。

在胃肠道中,上皮细胞与感觉神经元通过神经上皮连接实现了紧密的通信,这对于感觉传递和消化过程来说至关重要。然而,由于上皮细胞和神经元各自具有独特的需求,研究它们之间的相互作用变得异常复杂。本文介绍了一种创新的微流体装置,该装置为肠上皮细胞和肠神经元的共培养提供了有效手段,从而克服了以往的挑战。这款设备的独特设计,使得研究人员能够更深入地观察和探索神经上皮之间的相互作用,这无疑是胃肠道功能研究的一大进步。同时,该设备有望为相关疾病的医疗保健解决方案带来新的启示。

该研究开发了一种创新的微流体系统,用以模拟人类肠道内复杂的神经-上皮互动。这一装置巧妙地分为两个室,允许将人类类器官来源的肠神经元和肠上皮细胞进行共同培养。神经元室含有肠肌间神经元,包括源自特定基因改造小鼠的内在初级传入神经元(IPAN)。

磁分离技术图

这些神经元被设计成能够伸展至微细通道中,与邻近的上皮细胞形成接触,从而增强了神经元投射的密度和方向性。这一独特设计使得我们可以在更接近自然的环境中深入探索肠道神经元与上皮细胞的相互作用。它为我们揭示了肠道神经-上皮动力学的奥秘,有助于深化我们对肠道生理学的理解,并为其他器官的进一步研究提供了有价值的参考。

“这一微流体装置的研发,无疑是我们迈向深入理解和潜在治疗胃肠道疾病领域的一大步。”项目的研究人员如此表示,“它为我们提供了一个在受控环境下,精细研究肠道神经元与上皮细胞相互作用的平台。”

该设备的模拟肠道神经上皮连接功能,对于医学研究和治疗工作具有不可估量的价值。它不仅为我们提供了一个观察肠道如何对不同刺激和疾病作出反应的窗口,更有可能推动我们对肠易激综合症及其他功能性胃肠道疾病的理解和治疗。此外,这项技术还有望应用于其他器官和系统的研究,从而进一步拓宽其应用范围和影响力。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41378-023-00615-y