器官芯片是一種利用微芯片制造技術制造的微流體細胞培養設備。該設備包含多個連續灌注腔室，具有多細胞層結構、組織界面、物理化學微環境以及人體血管循環等特征，可以模擬和重構人體器官的生理功能，為相關研究提供了可靠的平臺。器官芯片技術的出現，使得人們可以更好地研究器官之間的相互作用和器官內部的細胞行為，通過對藥物代謝和毒性進行測試，也為新型藥物開發提供了更加準確和高效的方法。同時，隨著類器官芯片技術的不斷發展，器官芯片將成為未來生物醫學研究的重要工具，有望為臨床治療提供更加個性化和精準的方案。

細胞培養芯片實例分享

點成Microfluidic細胞培養芯片系列的Cross-flow membrane芯片為體外構建器官芯片模型提供了便利的工具。該芯片在膜的上方和下方有兩個入口和出口，除了細胞培養這種典型應用，該芯片還可以進行小分析遷移測量、片上透析等。

2018年，來自德國Friedrich-Schiller-University of Jena的研究人員利用此款芯片建立了人體腸道的三維微生理模型，并利用此模型研究了腸腔對微生物相關分子模式的生理免疫耐受性，這也是微生物定植人體腸腔的基礎。

研究者將Caco-2細胞培養在PET膜上，并連續灌注培養基以形成腸模型的上皮細胞層。HUVEC種植在上皮細胞層對面的膜上共培養以模擬腸道的血管系統。連續的微流體灌注確保了培養過程中代謝廢物的去除和營養物質的補充。在培養過程中，內皮細胞表達標記蛋白，上皮細胞層細胞自組織成三維結構，具有隱窩和絨毛的形態特征并且表達了相關標記蛋白。

芯片腸道模型的設計，具有器官型顯微解剖和內皮細胞和腸上皮細胞類型標記的表達

為了彌補傳統模型缺少免疫系統的不足，研究者將人免疫細胞（單核細胞吞噬細胞亞群）分別引入內皮和上皮細胞層，通過細胞因子表達研究在LPS刺激下的功能。

LPS刺激下mPCs的移動性和表型標記表達

在人體腸道中，分布著許多微生物，腸道微生物的成分與人體疾病息息相關。為了研究益生菌鼠李糖乳桿菌在腸道中的潛在免疫調節作用和鼠李糖乳桿菌與白色念珠菌的相互作用，研究人員將微生物定植在了腸道模型上。研究結果證明了鼠李糖乳桿菌可以減少白色念珠菌引起的組織損傷。

鼠李糖乳桿菌和白色念珠菌腸道模型的定植

此例很好地證明了利用器官芯片建立的腸道模型可以作為一個系統地探索微生物通訊、宿主-微生物相互作用、微生物致病機制和體外生理相關條件下免疫細胞激活的潛在機制的工具，充分展現了器官芯片平臺的優勢。

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審核編輯黃宇