人类芯片上的器官技术现在已经发展到了一个让人欣慰的水平,不需要侵入性就可以反映细胞的健康、电活动和分化状态。
芯片器官的出现使得科学研究发生了非常大的变化,作为一个强大的工具,芯片器官允许科研人员以一种前所未有的方式研究人类组织和器官的生理情况。通过模拟正常的血液流动、机械微环境,以及不同的组织在活的器官内如何相互作用。相比于其他的体外方法,它们提供了一个更加系统化的途径来测试药物,最终有望帮助取代动物试验。
在几周的时间里,人类细胞在芯片上生长成为完全分化的,有功能的组织,例如模拟肺部和肠道的芯片器官,而研究人员还在寻求如何理解药物、毒素以及其他干扰是如何改变组织的结构和功能的。由Don Ingber领导的来自威斯研究所的团队正在寻求一种方式,如何长时间非侵入性的监测培养在那些微流体装置内细胞的健康和成熟情况。这与测量芯片器官内细胞的电功能变化非常不同,例如大脑神经细胞或者心脏的心肌细胞,无论是正处于分化过程还是正在响应药物,它们的电活动都非常的活跃。
现在,Ingber团队同威斯核心学院成员Kit Parker的团队合作,共同致力于为这些难题寻求解决方案,通过带有嵌入式电极的器官芯片可以精确地、连续地检测跨上皮电阻(TEER)。TEER广泛的被用于衡量组织的健康和分化情况,以及实时的评估活细胞电活动,如心脏芯片模型中那样。
“这些电活动芯片器官可以帮助打开一扇窗,让我们了解人类细胞和组织在器官环境中如何行使功能,而不需要进入人体或者从芯片上将细胞取出,”Ingber说,“我们现在开始实时研究在感染、辐射、药物暴露乃至于营养不良条件下,不同的组织屏障是如何损伤的,以及它们是在何时、如何响应重建治疗而愈合的。”
TEER测量往往用于对电极之间或者跨组织-组织界面(由器官特异性上皮或者内皮组成,是很多机构人类器官芯片的核心元件)的离子流进行定量。形成组织层的上皮细胞囊括了从我们的皮肤到很多内部器官的内表面。上皮细胞排列成了紧密的血管和毛细血管,并支撑它们的功能。这些细胞层作为一道对小分子和离子的屏障,起到保护器官和支持特异化功能的作用,例如肠道的吸收或者肾脏的选择性过滤尿液。反之,药物毒性、感染、炎症以及其他有害刺激可以破坏这些屏障。TEER测量就是基于对离子通道或电阻的限制,因此可以用于评估这些细胞层基础功能的完整性,以及由药物或则其他毒剂触发的损伤反应。
“使用一个新的逐层制作工艺,我们开发了一个微流体环境,在这个环境中,TEER测量电极是芯片架构的组成部分,并且置于尽可能靠近单通道或者平行的双通道中组织生长的位置”,威斯学院工程师Olivier Henry博士说,他在芯片设计方面做了很多推动工作。“与过去的电极设计相比,这种固定几何结构允许精确测量,在实验中和实验之间实现可比较性,并且这样可以准确的告诉我们,类似肺或者肠道这样有通道的组织是如何保持形态的,以及在药物和其他操作的影响下如何瓦解的。”
威斯团队的TEER侧量器官芯片设计发表在了《Lab on a chip》上。Kit Parker指出,“未来芯片器官是仪器芯片:这个想法是让实验人员从数据收集工作中解放出来。模拟器官的连续数据收集关闭正是我们所需要的,允许我们更加有效和安全的测量长期实验中的药物。”
器官芯片更加强大,我们向前迈进了一大步。
参考资料
[1] Wyss Institute’s Organ Chips get smartand go electric
来源:康健新视野(微信号 HealthHorizon)
为你推荐

CDE:晚期胃癌新药临床试验设计指导原则
胃癌(Gastric cancer, GC) 是我国高发的消化系统恶性肿瘤, 其新发病例数和死亡病例数分别位列我国恶性肿瘤发病和死亡的第 5 位和第 3 位。
2025-02-21 21:19

首款依视路星趣控眼镜于上海眼镜展全球首秀 专为近视管理设计 延缓中国儿童青少年近视进展
依视路星趣控眼镜提供符合人体工程学设计的镜架,满足不同年龄段的孩子在面部结构和尺寸上的显著差异,尺码范围广,覆盖38号至50号,为3-5岁儿童,6-9岁和10-12岁青少年年龄段提...
2025-02-21 17:33

百林科完成A+轮战略融资数亿元,多家投资机构联合投资
百林科成立于2021年9月10日,是一家专注于疫苗、抗体药物、重组蛋白、细胞治疗、基因治疗、血液制品以及其他生物制品关键工艺设备与耗材研发和制造的高科技企业。
2025-02-21 13:30

深研生物完成超3亿元B+轮融资,越秀产业基金领投
深研生物成立于2014年,是一家专注于细胞与基因治疗(CGT)领域的高新技术企业,致力于为核心技术与设备的自主研究和开发提供整体解决方案。
2025-02-21 13:23

阿斯利康以1.6亿美元收购珐博进中国,获得罗沙司他在中国的独家权利
昨日(2月20日)晚间,阿斯利康在其官微宣布与珐博进有限公司达成协议,将以约1 6亿美元收购珐博进中国。
2025-02-21 10:20

快速崛起的中国创新药公司,真实生物赴港IPO
2月18日据港交所披露,真实生物科技有限公司(以下简称“真实生物“)递交上市申请书,中金公司为其独家保荐人。这家成立于2012年的生物科技企业,以创新药物研发为核心,专注于...
2025-02-20 20:57

华东医药经皮肾小球滤过率测量设备获批,有望提供GFR监测新方法
2025年2月19日晚,华东医药(000963 SZ)公告,其全资子公司杭州中美华东制药有限公司申报的创新产品三类医疗器械经皮肾小球滤过率测量设备注册申请获得上市批准。
2025-02-19 19:15

国采中选企业满足一定条件,可变更药品上市许可持有人及生产企业、增加规格包装等,第一批名单发布
2月18日,国家组织药品联合采购办公室发布《关于国家组织药品集中采购部分中选药品信息变更的通知(第一批)》,涉及到5批国采的15个品种。
2025-02-19 18:26

凯米生物完成超亿元Pre-A轮融资首关,加速肿瘤治疗性疫苗全球布局
此次融资将用于加速核心产品SN3001(前列腺癌治疗性疫苗)、SN2001(慢性乙肝免疫治疗疫苗)的全球临床,以及基于SynNeogen®核心技术平台的肿瘤治疗性疫苗产品持续布局。
2025-02-19 13:50

潜在交易金额超12亿美元,石药集团ADC癌症新药达成国际授权合作
今日(2月19日),石药集团发布公告称,其控股子公司巨石生物与Radiance Biopharma达成协议,Radiance Biopharma将获得巨石生物自主研发的重组抗人类受体酪氨酸激酶样孤儿受体1...
2025-02-19 11:21

又一玩家加入,来自恒瑞医药的“近视神药”上市申请获受理
近日,恒瑞医药发布公告宣布,公司已经收到国家药监局下发的《受理通知书》,旗下产品 HR19034滴眼液的药品上市许可申请获得国家药监局受理。
2025-02-19 10:47

国家医保局:医保领域2025年度第一批重点事项清单
2025年底前,全国80%左右统区基本实现与定点医药机构即时结算。基本实现医保部门与医药企业对集采药品的直接结算,加快推动与医药企业对集采医用耗材、国谈药的直接结算。
2025-02-18 21:14

“悦如初,达新程” 2025特应性皮炎免疫创新学术会议于成都举办
特应性皮炎是一种慢性、复发性、炎症性皮肤病,在非致命性皮肤疾病中疾病负担位列第一,给患者个人及家庭带来沉重的生理、心理负担,造成长期的社会影响。
2025-02-18 10:58

拜耳在欧盟申请EyleaTM 8mg治疗间隔延长至6个月
拜耳已向欧洲药品管理局(EMA)提交申请,将EyleaTM 8mg(阿柏西普8mg,114 3mg ml注射液)用于治疗两种主要视网膜疾病,即新生血管(湿性)年龄相关性黄斑变性(nAMD)和糖...
2025-02-17 19:55

EyleaTM 8mg延长给药间隔治疗湿性年龄相关性黄斑变性的长期疗效和安全性在三年时得到证实
近日,在于美国迈阿密举行的第22届新生血管年会上,拜耳及其合作伙伴Regeneron公布了PULSAR开放标签扩展研究治疗新生血管(湿性)年龄相关性黄斑变性(nAMD)患者第三年的临床试验结果。
2025-02-17 19:44

备思复(维恩妥尤单抗)联合疗法全国首张处方落地,开启泌尿肿瘤精准治疗新篇章
2025年2月17日,北京大学肿瘤医院泌尿肿瘤暨黑色素瘤肉瘤内科主任、中国临床肿瘤学会副理事长兼秘书长郭军教授为一位晚期尿路上皮癌患者开具备思复(维恩妥尤单抗)联合帕博利珠...
2025-02-17 19:38

安诊儿率先融合DeepSeek-R1,升级大模型底座能力
2月16日,由浙江省卫健委和蚂蚁集团联合推出的 "安诊儿 "宣布融合DeepSeek-R1,升级大模型底座能力,成为国内首批支持专业推理模型的AI医疗健康应用之一。
2025-02-16 15:46

驯鹿生物CAR-T细胞产品伊基奥仑赛注射液申请香港上市
2025年2月14日,驯鹿生物宣布,中国香港卫生署已正式受理其CAR-T细胞产品伊基奥仑赛注射液(FUCASO)的新药上市许可申请(NDA),用于治疗既往经过至少3线治疗后进展的复发 难治...
2025-02-15 20:59