May 31st, 2024
肺芯片模型通过模拟气液界面和内皮细胞灌注,模拟对肺生理学研究至关重要的血流和营养交换,超越了传统的 2D 培养。这增强了肺部研究的相关性,提供了一个动态的、生理准确的环境,以促进对呼吸道感染的理解和治疗。
我们开发了生理相关的体外模型来回答人类感染的机制问题。我们的重点是宿主免疫反应。当我们使用这个模型来剖析病原体与宿主的复杂相互作用时,以确定人类感染治疗方案的分子和细胞靶标。
在芯片模型(如 lung-on-chip 模型)上工作,通过逻辑复杂性与特定研究需求进行平衡,提供对人类-宿主反应调节的见解。该系统模拟体内细胞组成和 3D 结构,提供比动物实验更明确的条件和高通量。在肺芯片技术中,主要挑战之一是选择正确的细胞类型,以模拟肺的复杂功能以获得感染研究结果。
此外,将实验的时间范围扩展到传统的体外模型之外是至关重要的。利用是维持细胞活力的廉价能力,通过连续的营养流动进行更长时间的观察,实验也是必要的。我们开发了人类肺泡的微流体基础模型,作为模拟人类肺泡环境的有效工具。
它是通过施加灌注来模拟血流,以及通过对内皮细胞的机械刺激来实现的。并且还通过将上皮细胞暴露在空气中来整合上皮细胞的气液界面。下一步是将这个模型扩展到更先进的平台,例如基于诱导多能干细胞的模型。
通过这样做,我们的目标是使个性化医疗更接近应用,特别是在抗病毒药物测试的背景下,并作为生物医学研究和药物开发的工具。
本研究提出了复制空气-液体界面和内皮细胞灌流的芯片上肺模型的开发,增强了对呼吸道感染的理解。这些模型为肺部研究提供了动态且生理学上准确的环境。