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三维肠道类器官转化二维屏障的关键步骤2026-11-05 08:40:52

3D肠道类器官能够较好保留来源组织的细胞组成和区域特征,但其封闭腔样结构限制了药物对顶端腔面的直接暴露,也不利于跨上皮通透性、跨上皮电阻及转运功能的连续定量检测。为提高模型在药物吸收评价中的可操作性和可重复性,研究者发展了将3D类器官回收、去除基质并消化为单细胞或小细胞团后,重新接种于Transwell、芯片或其他平面支撑材料表面,使其形成具有顶端-基底侧极性和紧密连接结构的2D上皮屏障模型的技术体系。这一转化过程并非简单的“从立体到平面”的物理铺展,而是伴随细胞黏附、增殖、分化、极性重建及屏障功能成熟的动态重塑过程;其中,去胶效率、消化程度、接种密度、包被基质、培养基组成和增殖-分化时序等参数均会影响单层闭合速度、屏障稳定性及药物转运/代谢相关功能。

若上述条件控制不当,可能出现细胞贴附不足、局部多层化、TEER波动、紧密连接不连续或吸收相关功能不足等问题。因此,3D类器官向2D屏障模型的转化应被视为一个需要参数优化和质量控制的关键建模环节,而非单纯的操作流程。类器官的回收与去胶是3D类器官向2D屏障模型转化的起始环节,其目的不仅是将类器官从基质胶中释放出来,更重要的是在尽量减少机械损伤和细胞丢失的前提下,获得状态一致、残胶较少且适合后续消化和接种的类器官群体。
 
由于小肠类器官通常包埋于基质胶或基底膜提取物等基质胶圆顶中培养,基质胶的溶解程度会直接影响后续酶消化效率、细胞计数准确性、接种均一性及单层膜形成质量。已有操作流程多采用预冷的细胞回收液、温和细胞解离试剂或冰冷基础培养基/磷酸盐缓冲液处理基质胶圆顶,并在冰上孵育20~ 60min,期间配合轻柔吹打或间断颠倒混匀,使基质胶逐渐液化并释放类器官。与单纯追求“完全回收”相比,该步骤更强调回收条件的温和性和终点判断,即显微镜下应观察到基质胶团块明显减少、类器官从胶中游离,且类器官总体结构未出现明显破碎或大量细胞碎片。类器官初始状态是影响回收质量的重要因素。

出自《小肠类器官来源屏障模型在药物吸收评价中的应用进展》作者张克霞,翟珊,张洲。