历史上的今天

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我国科学家是如何在体外培养出胃肠粘膜组织的?其核心技术原理是什么??

2025-07-27 22:10:10
我国科学家通过结合干细胞技术、生物材料工程与
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我国科学家通过结合干细胞技术、生物材料工程与动态培养体系,模拟体内微环境,成功实现胃肠粘膜组织的体外三维构建。关键技术包括细胞定向分化诱导和功能化支架设计。

体外培养胃肠粘膜组织的步骤

  1. 细胞来源选择
    采用患者自体或多能干细胞(如iPSCs)作为起始材料,通过化学因子诱导分化为胃肠上皮细胞和间充质细胞。

  2. 构建三维培养体系
    利用水凝胶、胶原蛋白等生物相容性材料搭建支架,模拟肠道绒毛结构和细胞外基质(ECM)的力学特性。

  3. 动态培养环境调控
    通过灌注式生物反应器提供营养输送、机械应力刺激(如周期性拉伸),促进细胞自组织形成功能性粘膜屏障。

核心技术原理解析

以下为关键技术的功能对比:

技术模块功能描述应用效果
干细胞定向分化使用TGF-β、Wnt等信号分子引导细胞谱系特化生成杯状细胞、肠上皮细胞等
仿生支架设计微米级孔隙结构支持细胞黏附与增殖形成类器官层级结构
机械-化学耦合调控压力/流体剪切力协同生长因子刺激增强细胞连接蛋白表达

定向分化调控机制
通过时序性激活Notch和Hippo信号通路,精确控制干细胞向吸收细胞、分泌细胞等不同亚型分化,同时抑制成纤维细胞过度增殖。

屏障功能验证
培养组织展现完整紧密连接蛋白(如ZO-1)分布,跨膜电阻值达200-500Ω·cm2,具备物质选择性通透特性,接近天然粘膜生理功能。

2025-07-27 22:10:10
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