应用仿生肠芯片研讨新冠病毒诱发肠组织感化获停顿

中国迷信院年夜连化学物理研讨所 秦建华研讨员团队与中科院昆明植物研讨所郑永唐研讨员团队单干，树立了一种仿生肠芯片感化模子，研讨摸索了新冠病毒感化招致的肠屏蔽毁伤、肠粘液细胞散布异常等一系列病理改动，为新冠病毒致病机理、传达路径研讨和疾速药物评估等提供了新的思绪和办法。

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感化已招致环球年夜风行，组成严重公共卫生危机，重大威逼人类安康。临床发现，新冠病毒感化病人次要以呼吸道症状为主，但仍有20%到50%的患者具备显明的胃肠道症状，包含腹痛、腹泻、便血，乃至肠道穿孔等。尚有报道在COVID-19患者的粪便样本中可发现病毒RNA，提示肠道有能够是新冠病毒攻打的另一个次要靶器官。虽然已有基于细胞和植物程度的感化模子，但针对新冠病毒诱发肠道感化的研讨并不多，感化机制仍不分明。特殊是现有研讨模子仍旧存在一定局限，尚难以反映人体肠道组织界面、多细胞构成及粘液排泄等器官特同性症结特征。

人体内肠道具备消化、排汇和排泄等功效，也是人体最年夜的免疫器官。肠道组织包括简单的多细胞身分、肠绒毛构造、粘膜和微生物菌群等，此中肠上皮组织屏蔽关于维持宿主—微生物稳态和抵挡外界病原体感化至关紧张。本任务从人体肠道构造和功效特色动身，仿生树立了一种多层设计的可贯注肠芯片安装，模拟包括多种人源肠细胞、组织界面、3D细胞基质和机器流体等简单因素的肠组织微情况。试验中，研讨者通过在多层肠芯片安装上下侧腔室内进行人肠上皮细胞、黏液排泄细胞、人脐静脉血管内皮细胞和人免疫细胞的3D动静共培育，可造成具备人肠上皮—血管内皮界面特征的肠组织屏蔽，并出现典型的肠绒毛构造、粘液排泄和屏蔽完全性等功效。

应用该芯片安装，研讨者在中科院昆明植物所BSL-3试验室内展开新冠病毒感化研讨。当肠芯片安装裸露于新冠病毒后，在人肠上皮细胞内可见年夜量病毒复制，同时呈现绒毛毁坏，粘液排泄细胞散布异常，钙粘卵白表白程度下降等多种肠组织屏蔽毁伤改动。此外，病毒感化还可招致血管内皮细胞毁伤，细胞数目显明削减以及细胞间连贯卵白（VE-cadherin）表白下降等改动。转录组阐发发现，病毒感化可诱发人肠上皮细胞和血管内皮细胞呈现异常相应，包含免疫反馈相关旌旗灯号通路（如TNF和NF-ka B）激活、匆匆炎细胞因子和趋化因子相关基因（如TNF，IL-6和CXCL10）表白升低等一系列变动。

本任务中，研讨者初次测验考试应用微流控仿生肠芯片安装探求新冠病毒诱发的肠道感化，发现新冠病毒可招致人肠组织屏蔽功效阻碍，内皮细胞毁伤和炎症反馈等一系列病理进程。这种肠芯片感化模子可在一定水平上反映基于组织程度的肠器官心理特色以及对新冠病毒的病理相应，并具备建模周期短、消耗低和易于动静观测等劣势。后续任务可进一步联合人体多种肠道免疫细胞和肠道微生物等因素，在芯片上树立加倍简单的肠道免疫微情况，关于深化研讨肠道病原体与宿主间互相作用以及病毒传达路径等具备紧张意义。

该任务于近日颁发在《迷信传递》（Science Bulletin）上。 (100yiyao.com）

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