基于生物材料、微加工和细胞培养等技术,安必奇生物致力于研究胃肠道-器官芯片模型,通过将传统的细胞培养方法与微加工和微流体技术相结合,提供接近于人胃肠道内部环境的体外模型。胃肠道-器官芯片模型有助于研究胃肠道疾病的发病机制,提高药物临床研究效率,是胃肠道疾病及其治疗领域研究中合适的工具之一。
胃肠道的主要功能是进行营养物质和药物的代谢、运输和口服吸收,并在这种消化环境和人体之间建立保护性上皮屏障。肠道也是肠道微生物组与宿主免疫系统相互作用的主要部位。传统体外模型都依赖于静态培养肠道上皮细胞,缺乏正常肠道的自然机械微环境、腔内液体流动和周期性蠕动,无法支持共生微生物组与人肠道细胞的共培养,然而微生物共生体对维持肠道屏障功能,药物和化学物质的代谢和吸收以及研究肠道炎症性疾病起着重要的作用。安必奇生物提供的胃肠道芯片模型可以模拟胃肠道的三维结构,为胃肠道生理学研究、药物开发和肠道疾病研究提供良好的预测工具。
胃肠道-器官芯片是一种具有人体胃肠道生理相关性的体外模型系统,可以正确模拟肠道的动态机械微环境,模拟人类肠道上的蠕动、流体流动、与微生物共生体的机械、结构、吸收和生理病理特性。该芯片由两个微流体通道组成,这些通道由涂有细胞外基质的多孔柔性膜隔开,并排列有模仿该复合物的人肠上皮(Caco-2)细胞,能够模拟肠道内的生理蠕动并重建肠道内微环境。这种模型可以将具有正常功能的微生物组或病原细菌(例如肠侵袭性大肠杆菌)整合到该模型系统中,以研究这些微生物与人肠上皮细胞之间的相互作用如何促进肠内稳态和肠道疾病的发展。安必奇生物提供的胃肠道芯片模型可以用于研究循环机械应变、流体流动和微生物菌群共存时的关键肠道功能,分析胃肠道-微生物组之间的相互作用机制,研究特定的胃肠道相关病理机制(例如炎症、感染和营养吸收不良),在药物发现过程中作为基于细胞的测试平台具有广阔的应用前景。
图1. 胃肠道芯片模型。(Bein, 2018)
安必奇生物的胃肠道芯片模型可以对包括循环机械应力、流体剪切力以及微生物共培养等多个生理学相关参数进行控制,真实地反映体内胃肠道复杂的生理学状况。我们搭建的人类胃肠道的合成模型可模拟慢性炎症和细菌过度生长(包括上皮和血管炎性过程以及肠绒毛破坏)过程中人类肠道病理和生理学关键特征所必需的结构和功能。该模型可使Caco-2细胞连续暴露于生理机械刺激,如剪切应力和循环机械应变,可以模仿人体肠道的机械、结构、运输和病理生理特性。
胃肠道微生物在消化、营养、代谢以及大多数重要的疾病发病机制中起到关键作用。通过修改胃肠道芯片上的设计和功能单元(例如:微流控室、真空驱动的循环变形等)可以模拟微生物共培养的生理、物理和化学微环境。由于该芯片上持续不断的液体流动和蠕动样运动增强了肠道分化,肠道内共培养方法可实现稳定的宿主-微生物长期共存,并使细菌种群达到动态稳态。另外,在微工程化的肠绒毛上高水平的粘液产生也可能为绒毛上皮提供保护性屏障,以保持与肠道微生物的长期稳定共存。这种共培养方案可以建立稳定的肠道微环境稳态,从而可以用于重组宿主-微生物组生态系统,有助于体外研究肠道微生物组在协调健康和胃肠道疾病中的作用。
基于我们的胃肠道芯片模型,安必奇生物可以提供多种胃肠道疾病模型作为疾病相关的测试系统,其具备胃肠道的模拟三维结构,不仅可以用于药物毒理评价,还可以用于研究胃肠道疾病发病过程,分析多种肠道疾病(如炎症性肠病、肠道功能障碍、结肠直肠癌、克罗恩氏病、细菌感染性疾病等)的生理病理过程中的各个因素,包含机械运动、炎性介导物、毒素、病原微生物和特定细胞因子等。安必奇生物提供的胃肠道疾病模型将为人类肠道生理学、胃肠道疾病、毒理学研究和药物筛选和开发提供一个潜在的测试平台。
安必奇生物专注于多种类型的器官芯片的研究,该胃肠道芯片模型可提供多种疾病模型和药物测试服务,包括但不限于:
安必奇生物致力于开发多种胃肠道疾病(如胃癌、炎症性肠病和克罗恩病)研究的理想疾病建模工具——胃肠道芯片模型,可以模拟天然的胃肠细胞结构并重现胃肠组织的生理属性,推动疾病建模、药物筛选、生物标志物和新型疗法的开发。如果您想了解更多关于胃肠道-器官芯片模型的内容,可以随时与我们联系,安必奇生物将在24小时内回复您的相关问题及要求。
参考文献:
24小时服务在线