休斯顿——(2021 年 7 月 22 日)——希望细菌在实验室中有宾至如归的感觉的研究人员推出了一种新的欢迎垫。
莱斯大学的生物工程师和贝勒医学院的科学家们正在寻找一种更好的方法来模拟导致腹泻和其他疾病的肠道感染，他们已经建立并测试了一组基于水凝胶的平台，看看它们是否能让移植的细胞和细菌都舒适。
作为肠道环境的机械模型，该实验室的软、中和硬聚乙二醇 (PEG) 水凝胶比实验室通常使用的玻璃和塑料更适合通常排列在肠道内的细胞。然后，这些细胞可以宿主细菌，如有时具有致病性的大肠杆菌。在现实条件下研究它们的动态的能力可以帮助科学家找到治疗它们引起的疾病的方法。
研究人员发现，模拟肠道粘液的水凝胶的硬度与引起腹泻的大肠杆菌菌株粘附和聚集在通常排列在肠道内的上皮细胞上的程度之间存在很强的相关性。他们报告说，较软的水凝胶促进了“显着更大的细菌粘附”，他们将其归因于细胞表达的粘液和其他细胞外基质成分。
由莱斯布朗工程学院的生物工程师 Jane Grande-Allen 和贝勒的 Anthony Maresso 领导的研究证明了凝胶在涉及器官与微生物或细菌病原体之间的软界面的实验中的价值。
Baylor 的 Estes 实验室使用肠体构建了模型培养物，这是科学家用来了解上皮细胞如何对感染性入侵者做出反应的肠细胞培养物的构建体。Enteroids 可以包含在肠道中发现的各种细胞，但在 Rice 的水凝胶之前，它们是在不容易模拟宿主体内柔软组织的平台上生长的。
“组织培养塑料是培养细胞的标准，但它是一个真正的人造环境，因为它非常僵硬，”格兰德-艾伦说。“它是硬塑料，就像载玻片一样。某些细胞在组织培养塑料上生长得很好，但它们并不总是那么容易感染。
“空肠中的细胞就是这种情况，大部分营养吸收发生在小肠中，”她说。“我们的合作者从活组织检查和减肥手术中获取人体肠道组织来制造肠体，但源自空肠细胞的肠体很难被这种致病性大肠杆菌感染。”
在 Grande-Allen 的实验室中，肠样细胞生长在水凝胶基质的顶部。一段时间后，Maresso 实验室的研究人员添加了细菌，发现肠道大肠杆菌很容易聚集在培养基和软凝胶上生长的肠细胞上，而不是载玻片或硬水凝胶上。
与在刚性表面培养的肠体相比，所有水凝胶培养的肠体都显示出与上皮分化、细胞连接和粘附、细胞外基质和粘蛋白相关的基因和信号通路的显着富集。
标签： 病原体
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