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雙器官芯片模擬脂肪肝產(chǎn)生機(jī)制

作者：張夢然 來源：科技日報(bào)  

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 科技日報(bào)北京4月11日電 （記者張夢然）日本京都大學(xué)集成細(xì)胞材料科學(xué)研究所（iCeMS）的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種新芯片，可將不同細(xì)胞類型保存在相互連接的微小腔室中，這一集成腸肝芯片（iGLC）可讓科學(xué)家更好地了解器官之間的生理和疾病相互作用，提高對非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的理解。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《通訊生物學(xué)》雜志上。

NAFLD影響了相當(dāng)大比例的人口，但尚未建立有效的治療方法。這是因?yàn)?/span>NAFLD相當(dāng)復(fù)雜，涉及腸道和肝臟內(nèi)部及二者之間的廣泛相互作用，稱為腸道—肝臟軸。且由于物種之間存在差異，因此很難使用小鼠等動物對這些相互作用進(jìn)行建模。

研究人員此次將來自肝癌細(xì)胞系和腸道癌細(xì)胞系的細(xì)胞置于不同的腔室，開發(fā)出他們的iGLC平臺。這些腔室通過微小的流體通道連接，通道閥門可打開和關(guān)閉。平臺還包括用于在腔室之間推動流體的泵，允許液體介質(zhì)通過兩個腔室，同時保持細(xì)胞分離，模擬人體腸道和肝臟之間的循環(huán)。這種平臺還能引入新物質(zhì)，例如游離脂肪酸，以測試它們對兩個相互作用的“器官”的影響。

重要的是，該平臺還有兩種功能：一種防止芯片吸收可能影響實(shí)驗(yàn)的脂肪分子；另一種促進(jìn)細(xì)胞生長。

與單獨(dú)培養(yǎng)的相同細(xì)胞相比，在iGLC平臺中培養(yǎng)的腸道和肝細(xì)胞的基因表達(dá)發(fā)生了顯著變化。研究人員還記錄了在引入游離脂肪酸1天或7天后細(xì)胞發(fā)生的具體變化。1天的游離脂肪酸導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)DNA開始損傷，7天的循環(huán)游離脂肪酸導(dǎo)致它們在細(xì)胞中積累，以至于DNA損傷導(dǎo)致細(xì)胞死亡，類似于嚴(yán)重的NAFLD病例。

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