休斯頓——(2021 年 7 月 22 日)——希望細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室中有賓至如歸的感覺(jué)的研究人員推出了一種新的歡迎墊。
萊斯大學(xué)的生物工程師和貝勒醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們正在尋找一種更好的方法來(lái)模擬導(dǎo)致腹瀉和其他疾病的腸道感染，他們已經(jīng)建立并測(cè)試了一組基于水凝膠的平臺(tái)，看看它們是否能讓移植的細(xì)胞和細(xì)菌都舒適。
作為腸道環(huán)境的機(jī)械模型，該實(shí)驗(yàn)室的軟、中和硬聚乙二醇 (PEG) 水凝膠比實(shí)驗(yàn)室通常使用的玻璃和塑料更適合通常排列在腸道內(nèi)的細(xì)胞。然后，這些細(xì)胞可以宿主細(xì)菌，如有時(shí)具有致病性的大腸桿菌。在現(xiàn)實(shí)條件下研究它們的動(dòng)態(tài)的能力可以幫助科學(xué)家找到治療它們引起的疾病的方法。
研究人員發(fā)現(xiàn)，模擬腸道粘液的水凝膠的硬度與引起腹瀉的大腸桿菌菌株粘附和聚集在通常排列在腸道內(nèi)的上皮細(xì)胞上的程度之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。他們報(bào)告說(shuō)，較軟的水凝膠促進(jìn)了“顯著更大的細(xì)菌粘附”，他們將其歸因于細(xì)胞表達(dá)的粘液和其他細(xì)胞外基質(zhì)成分。
由萊斯布朗工程學(xué)院的生物工程師 Jane Grande-Allen 和貝勒的 Anthony Maresso 領(lǐng)導(dǎo)的研究證明了凝膠在涉及器官與微生物或細(xì)菌病原體之間的軟界面的實(shí)驗(yàn)中的價(jià)值。
Baylor 的 Estes 實(shí)驗(yàn)室使用腸體構(gòu)建了模型培養(yǎng)物，這是科學(xué)家用來(lái)了解上皮細(xì)胞如何對(duì)感染性入侵者做出反應(yīng)的腸細(xì)胞培養(yǎng)物的構(gòu)建體。Enteroids 可以包含在腸道中發(fā)現(xiàn)的各種細(xì)胞，但在 Rice 的水凝膠之前，它們是在不容易模擬宿主體內(nèi)柔軟組織的平臺(tái)上生長(zhǎng)的。
“組織培養(yǎng)塑料是培養(yǎng)細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)，但它是一個(gè)真正的人造環(huán)境，因?yàn)樗浅＝┯玻?rdquo;格蘭德-艾倫說(shuō)。“它是硬塑料，就像載玻片一樣。某些細(xì)胞在組織培養(yǎng)塑料上生長(zhǎng)得很好，但它們并不總是那么容易感染。
“空腸中的細(xì)胞就是這種情況，大部分營(yíng)養(yǎng)吸收發(fā)生在小腸中，”她說(shuō)。“我們的合作者從活組織檢查和減肥手術(shù)中獲取人體腸道組織來(lái)制造腸體，但源自空腸細(xì)胞的腸體很難被這種致病性大腸桿菌感染。”
在 Grande-Allen 的實(shí)驗(yàn)室中，腸樣細(xì)胞生長(zhǎng)在水凝膠基質(zhì)的頂部。一段時(shí)間后，Maresso 實(shí)驗(yàn)室的研究人員添加了細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)腸道大腸桿菌很容易聚集在培養(yǎng)基和軟凝膠上生長(zhǎng)的腸細(xì)胞上，而不是載玻片或硬水凝膠上。
與在剛性表面培養(yǎng)的腸體相比，所有水凝膠培養(yǎng)的腸體都顯示出與上皮分化、細(xì)胞連接和粘附、細(xì)胞外基質(zhì)和粘蛋白相關(guān)的基因和信號(hào)通路的顯著富集。
標(biāo)簽： 病原體
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