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科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)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(lèi)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(duì)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。

非酒精性脂肪性肝病患者的小腸和肝臟之間的相互作用已在芯片上重現(xiàn)。圖片來(lái)源：高宮明迪/京都大學(xué)集成細(xì)胞材料科學(xué)研究所

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)镹AFLD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(chēng)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(dòng)物對(duì)這些相互作用進(jìn)行建模。

研究人員此次將來(lái)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(kāi)發(fā)出他們的iGLC平臺(tái)。這些腔室通過(guò)微小的流體通道連接，通道閥門(mén)可打開(kāi)和關(guān)閉。平臺(tái)還包括用于在腔室之間推動(dòng)流體的泵，允許液體介質(zhì)通過(guò)兩個(gè)腔室，同時(shí)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(tái)還能引入新物質(zhì)，例如游離脂肪酸，以測(cè)試它們對(duì)兩個(gè)相互作用的“器官”的影響。

重要的是，該平臺(tái)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(zhǎng)。

與單獨(dú)培養(yǎng)的相同細(xì)胞相比，在iGLC平臺(tái)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(kāi)始損傷，7天的循環(huán)游離脂肪酸導(dǎo)致它們?cè)诩?xì)胞中積累，以至于DNA損傷導(dǎo)致細(xì)胞死亡，類(lèi)似于嚴(yán)重的NAFLD病例。

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