仿真人胃黏膜屏障 有效抵御幽门螺杆菌
UNIST Park Tae-eun教授团队开发基于微流体的胃黏膜屏障仿生芯片
再现幽门螺杆菌感染情景之路打开 ‥ 成为胃癌和胃部疾病研究基石
韩国研究团队开发出一种仿真人体胃黏膜系统的生物芯片，为防御幽门螺杆菌开辟了新途径。
通过再现幽门螺杆菌的感染状况，这一成果被评价为为研究胃癌在内的多种胃部疾病奠定了基础。
蔚山科学技术院（UNIST，校长 Lee Yonghoon）28日表示，生物医学工程系教授 Park Taeun 研究团队与首尔大学医院（院长 Kim Youngtae）教授 Gong Seongho 研究团队，将类器官（Organoid）与生物芯片（Organ-on-a-chip）技术相结合，开发出了能够仿真人体胃黏膜保护功能的仿生芯片。
类器官是利用干细胞构建的人体器官仿生结构，相较于传统培养方法，更能准确模拟器官的特异性功能，因此作为替代动物实验的体外模型备受关注。但其存在无法实现人体机械刺激或细胞间相互作用的局限。
研究团队成功开发出能够再现与真实情况相似的胃黏膜，并可模拟其防御机制特性的生物芯片。在生物芯片内部通过微流体流动来模拟机械刺激，并使细胞间相互作用的传递更加顺畅。
据研究团队介绍，暴露于流体流动的间充质基质细胞会激活胃干细胞的增殖，并维持其分化平衡。最终，生物芯片可在接近体内水平上模拟出发育胃黏膜屏障所必需的胃黏液分泌细胞的比例和成熟度。
研究团队在开发的生物芯片中发现了此前在既有模型中无法观察到的一种幽门螺杆菌防御机制。胃黏膜肽（三叶因子1，Trefoil factor 1，TFF1）可赋予胃黏膜层稳定性，并保护胃上皮细胞免受外部感染因子的侵袭。
研究团队首次在全球范围内观察到，胃黏膜肽以镶嵌状形式表达在成群形成的幽门螺杆菌上，构筑起类似围栏的结构，从而建立起高效的防御系统。
相反，当抑制胃黏膜肽的表达时，则会出现更为严重的炎症反应。
生物医学工程系教授 Park Taeun 表示：“这一模型展示了在实际感染幽门螺杆菌的芯片中，能够观察上皮细胞与免疫细胞之间动态炎症系统相互作用的可能性。”
上排自左起为研究员 Jonathan Sabat del Rio、教授 Kang Jooheon，下排自左起为第一作者、研究员 Jung Hyejin，通讯作者、教授 Park Taeun。
View original image第一作者、研究员 Jeong Hyejin 说明称：“本研究有助于全面理解胃黏膜屏障的稳定性，并有望成为开发替代动物实验的胃部体外模型的基石。”
她还表示：“作为首个可再现胃黏膜屏障体内环境的人体胃肠仿生芯片，有望提升针对胃部细菌和病毒等致病源的药物开发与治疗可及性。”
本次研究结果由科学技术信息通信部韩国研究财团的基础研究室支援项目及优秀青年研究课题资助实施，并已于7月31日在线发表在由威利（Wiley）出版的国际学术期刊《Advanced Science》上。
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