在2023年11月14日出版的《Microsystems & Nanoengineering》雜志上，一項(xiàng)研究揭示了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要突破。由美國(guó)明尼蘇達(dá)州羅徹斯特梅奧診所生理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程系的研究團(tuán)隊(duì)，成功研制出一種微流體裝置，該裝置能夠模擬人類腸道內(nèi)復(fù)雜的神經(jīng)上皮相互作用。

在胃腸道中，上皮細(xì)胞與感覺(jué)神經(jīng)元通過(guò)神經(jīng)上皮連接實(shí)現(xiàn)了緊密的通信，這對(duì)于感覺(jué)傳遞和消化過(guò)程來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。然而，由于上皮細(xì)胞和神經(jīng)元各自具有獨(dú)特的需求，研究它們之間的相互作用變得異常復(fù)雜。本文介紹了一種創(chuàng)新的微流體裝置，該裝置為腸上皮細(xì)胞和腸神經(jīng)元的共培養(yǎng)提供了有效手段，從而克服了以往的挑戰(zhàn)。這款設(shè)備的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使得研究人員能夠更深入地觀察和探索神經(jīng)上皮之間的相互作用，這無(wú)疑是胃腸道功能研究的一大進(jìn)步。同時(shí)，該設(shè)備有望為相關(guān)疾病的醫(yī)療保健解決方案帶來(lái)新的啟示。

該研究開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的微流體系統(tǒng)，用以模擬人類腸道內(nèi)復(fù)雜的神經(jīng)-上皮互動(dòng)。這一裝置巧妙地分為兩個(gè)室，允許將人類類器官來(lái)源的腸神經(jīng)元和腸上皮細(xì)胞進(jìn)行共同培養(yǎng)。神經(jīng)元室含有腸肌間神經(jīng)元，包括源自特定基因改造小鼠的內(nèi)在初級(jí)傳入神經(jīng)元（IPAN）。

這些神經(jīng)元被設(shè)計(jì)成能夠伸展至微細(xì)通道中，與鄰近的上皮細(xì)胞形成接觸，從而增強(qiáng)了神經(jīng)元投射的密度和方向性。這一獨(dú)特設(shè)計(jì)使得我們可以在更接近自然的環(huán)境中深入探索腸道神經(jīng)元與上皮細(xì)胞的相互作用。它為我們揭示了腸道神經(jīng)-上皮動(dòng)力學(xué)的奧秘，有助于深化我們對(duì)腸道生理學(xué)的理解，并為其他器官的進(jìn)一步研究提供了有價(jià)值的參考。

“這一微流體裝置的研發(fā)，無(wú)疑是我們邁向深入理解和潛在治療胃腸道疾病領(lǐng)域的一大步?！表?xiàng)目的研究人員如此表示，“它為我們提供了一個(gè)在受控環(huán)境下，精細(xì)研究腸道神經(jīng)元與上皮細(xì)胞相互作用的平臺(tái)。”

該設(shè)備的模擬腸道神經(jīng)上皮連接功能，對(duì)于醫(yī)學(xué)研究和治療工作具有不可估量的價(jià)值。它不僅為我們提供了一個(gè)觀察腸道如何對(duì)不同刺激和疾病作出反應(yīng)的窗口，更有可能推動(dòng)我們對(duì)腸易激綜合癥及其他功能性胃腸道疾病的理解和治療。此外，這項(xiàng)技術(shù)還有望應(yīng)用于其他器官和系統(tǒng)的研究，從而進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范圍和影響力。