类器官模型在食品营养研究中的创新价值2025-10-21 08:50:56
肠道作为人体消化系统的核心组成部分,在营养素消化、吸收、代谢以及维持肠道屏障功能等方面发挥关键作用,是食品营养与健康研究领域备受关注的对象。然而,由于肠道微环境的高度异质性及动态演变特性、“膳食-微生物-肠道宿主细胞“多维度互作复杂性、以及缺乏无创实时监测肠道微环境的有效技术手段等限制性因素,亟待开发能够真实模拟肠道结构与功能的仿生模型,以推动食品营养与健康领域的科学创新与应用转化。目前,常用的肠道模型主要包括实验动物模型和体外2D细胞模型,但两者均存在一定的局限性。其中,实验动物模型能帮助理解生物过程和疾病机制,但由于伦理和种属问题,难以精准反映人体肠道对于营养素的响应机制。体外2D细胞模型,如Caco-2细胞、HT-29细胞等,虽可用于模拟肠上皮,评估食品成分对肠道的影响,但上述肠上皮细胞系多为非生理性、永生化细胞,缺乏组织结构和复杂性,且传统2D培养皿因机械性能和力学性能不足,难以促进细胞分化及准确模拟组织生长环境。
近年来,利用小肠和结肠组织的多能干细胞或成体干细胞培养而成的3D体外模型—肠道类器官可高度模拟肠上皮结构和生理功能,不存在动物伦理问题和种属差异;与2D细胞系相比,肠道类器官能够模拟三维肠道组织结构和功能、还原肠上皮细胞多样性以及人体肠道中的微环境,为膳食营养成分与肠道细胞之间的互作研究提供精准模型,推动食品营养学研究及功能性食品开发。本文将系统阐述肠类器官模型的发展历程、构建方法及其在食品营养学研究中的应用,以期为肠道相关慢病的干预研究、个性化营养策略开发、功能性食品的精准评价等提供新技术手段。
出自《肠道类器官的构建及其在食品营养方法学中的应用》作者刘畅,张雪纯 ,李涵。
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