胎盘屏障芯片在母胎间物质转运研究中的应用潜力2024-07-25 08:34:14
器官芯片的优势之一在于可以直观地模拟组织界面处的生物屏障特征。Lee等在2016年首次提出了胎盘屏障芯片的构建方法，基于软光刻技术建立了具有多层结构的聚二甲基硅氧 烷芯片，包含可用于不同类型细胞培养的上下层通道以及中间的多孔膜。为了体现胎盘屏障的结构特征，研究人员将JEG-3细胞和HUVEC细胞分别接种在多孔膜两侧的微通道中，分别代表胎盘滋养层和胎儿毛细血管侧，多孔膜上提前包被了ECM以模拟基底膜。培养基的灌流流速通过注射泵来调控，为胎盘屏障的形成提供了动态微环境。该模型的葡萄糖转运功能与已报道的人体胎盘代谢数据相符，展现了胎盘屏障芯片在母胎间物质转运研究中的应用潜力。滋养层细胞的融合和ST的形成对于胎盘屏障的功能影响重大。为了在芯片上实现滋养层细胞的合体化，Blundell等在夹膜式芯片的多孔膜两侧接种BeWo细胞和HPVEC细胞构建了胎盘屏障模型。他们利用forskolin诱导了BeWo细胞的合体化，并通过鉴定滋养层细胞间紧密连接蛋白的表达、屏障渗透性以及hCG分泌水平等对ST细胞的形成进行了充分验证。该模型中，GLUT1主要表达在ST细胞的上表面，与人体胎盘滋养层中葡萄糖转运体的极性分布类似，这也证明了该胎盘屏障模型具有人体生理相关性的关键结构和功能特征。
Cao等利用hTSC建立了一种新型的胎盘屏障芯片模型，以解决传统滋养层细胞系来源的胎盘屏障模型难以真实体现早期胎盘发育特征的局限。通过优化培养体系和动态流体微环境，诱导了hTSC自组装形成包含CT和ST的双层滋养层结构，符合人体早期胎盘屏障的结构特征。在该模型上，研究人员探究了流体剪切力对滋养层细胞分化、脂代谢、葡萄糖转运和激素分泌功能的影响，并证明了符合生理条件的流体作用能够更好地促进滋养层细胞的合体化。
出自《胎盘芯片及其在生殖医学领域的研究进展》作者：曹荣凯，秦建华，王亚清.
上一篇： 器官芯片技术应用于多种组织器官模型的构建
下一篇： 因子梯度是诱导细胞迁移的重要因素之一
