肠道芯片

硫化氢（H2S）是一种由宿主细胞和菌群产生的代谢物，其在肠道疾病中的作用存在争议，取决于H2S的浓度、使用的模型系统和给药途径。因此，一种精准控制肠道微环境中的H2S浓度有助于阐明其在人体组织中的浓度依赖性作用。Cell Reports上近期发表的文章，设计大肠杆菌来滴定H2S水平，诱导对宿主基因表达和代谢的剂量依赖效应。文章向我们展示了气态微生物代谢物在低气透性、人源化肠道微生理系统中的因果作用，从而实现了宿主-微生物相互作用的高分辨率分析。

工程菌肠道芯片研究论文基础研究炎症性肠病（IBD）

噬菌体

粘膜表面的适应性进化，增加了噬菌体对粘膜的亲和性

肠道噬菌体可调节肠道菌并与肠道细菌群体共同进化。PNAS近期发表的研究，利用肠道芯片，评估了噬菌体是否有能力直接适应哺乳动物肠道进化。通过对噬菌体、细菌和类似肠道的粘膜（利用肠道芯片）进行共培养发现，噬菌体的进化是由新的突变和重组驱动的。这促成了一种独特的噬菌体外壳突变，使噬菌体在粘液层中的持久性得到加强。本研究结果提示，噬菌体和肠道粘膜之间存在潜在的共同进化机制。

噬菌体进化肠道黏膜肠道芯片

环境性肠功能障碍

Nature子刊：构建模拟环境性肠功能障碍（EED）的肠道器官芯片

环境性肠功能障碍（EED）是一种慢性肠道炎症性疾病，会导致营养不良和发育迟缓等，目前只有少数小鼠模型和人类体外模型用于研究这种疾病，因此，建立体外人类EED模型有助于阐明疾病的病理生理学并有助于开发新的预防和治疗措施。近日，发表在Nature Biomedical Engineering上的文章，利用EED和健康患者肠道活检中获得的细胞构建体外EED模型，并发现其在缺乏烟酰胺的培养基中培养可模拟EED相关肠道损伤的基本基因型和表型特征。因此，EED相关肠道损伤的器官芯片模型可能有助于分析该疾病的分子、遗传和营养机制以及用来识别和测试潜在的治疗手段的效果。

环境性肠功能障碍肠道芯片

肠道芯片

研究菌群-肠道-免疫互作的新工具

Biomaterials发表的这项研究，报道了一种新的肠道芯片，可以模拟和研究菌群与包含免疫成分的肠道微环境之间的相互作用。

肠道芯片肠道菌群粘膜免疫

壳聚糖

杜昱光等：基于人体大肠器官芯片平台探究壳寡糖对肠炎的调节作用

目前关于肠炎的研究多依赖于动物模型，但是动物模型存在明显的种属差异，且难以实时观察到微观的形态学的变化。中国科学院过程工程研究所杜昱光、李建军和北京大学屠鹏飞与团队，近期在Frontiers in Cell and Developmental Biology发表研究，成功建立了人体肠道芯片，并构建了大肠杆菌引起的体外人类炎症性肠病模型和壳寡糖治疗炎症性肠病的模型，深入探究了壳寡糖在肠炎疾病发生和发展中对粘液层，机会性病原体，肠上皮屏障和炎症反应的调节作用，为壳寡糖进一步的开发利用提供了理论基础，为人类炎症性肠病提供了新的体外药物筛选平台。

壳聚糖肠道芯片

肠道芯片

Cell子刊：肠道芯片助力肠道菌群研究（观点）

Trends in Microbiology发表的观点文章，探讨了肠道芯片在肠道微生物组相关研究中的优势及潜在应用研究价值，同时也提出了该技术方法所面临的问题和挑战。

肠道芯片肠道菌群体外模型宿主微生物互作微流控

肠道芯片

Nature子刊：Transwell搭配微流控技术，或可促进体外3D肠上皮细胞再生

为了解决精准调控和监管培养液中不同因子的含量以及变化的需求，Microfluidics-Transwell系统进行了全新升级。近日，美国德州大学奥斯汀分校研究人员在Nature Protocols发表最新研究，设计两款仿生肠道芯片（Gut-on-a-chip和Transwell-insertable chip），可诱导自发的肠道上皮3D形态发生，具有良好生理功能和生物力学特征，该芯片最大程度再现某种体内流体环境，以保证细胞生长和细胞间联系的“本真”状态。总之，该研究提供了一种体外3D肠上皮细胞再生方法，未来可合理应用于生物医学、临床医学和药理学等研究领域。

肠道芯片微流控技术研究论文基础研究肠上皮细胞再生

工程细菌

Nature 子刊：利用肠道芯片模型，评价工程细菌治疗苯丙酮尿症的效果

Nature Communications发表的文章中，开发了一种代表上消化道的人体肠道芯片模型，将能够表达苯丙氨酸氨裂解酶的工程细菌SYN5183应用于模型后，能导致生物标志物TCA（苯丙氨酸氨裂解酶代谢苯丙氨酸的产物）的剂量依赖性增加，同时系统性苯丙氨酸下降26.9%。使用数学模型进行模拟，校准了体外肠道芯片的结果后，显示与以前发表的非人灵长类动物的体内结果高度相关。本研究结果提示，肠道芯片模型为预测候选菌株在体内的功能提供了一个框架。

工程细菌肠道芯片苯丙酮尿症

肠道芯片

肠道芯片：研究进展和发展前景（综述）

Biomaterials发表的这篇综述文章，详细综述了肠道芯片模型的基础知识和主要应用领域，介绍了基于肠道芯片的系统在研究宿主-菌群互作、肠道-免疫互作以及多器官互作等方面的进展，并探讨了肠道芯片所面临的挑战，推荐专业人士参考。

肠道芯片 Gut Microfluidics Organ-on-a-chip Microphysiological systems

结直肠癌

Cell子刊：大肠癌微生物组，如何从宏组学走向机制研究？（综述）

来自宏基因组分析的大量证据表明，在结直肠癌（CRC）患者的肠道中普遍存在一种病理性微生物失衡或失调状态。已经鉴定出几种微生物类群与CRC显著相关，但其潜在促癌机制仍未阐明。最新发表在Trends in Microbiology的综述提供了一份关于CRC肠道菌群当前知识的调查。除了观察性研究，该综述还概述了新的实验方法，以获得生态系统级的机制以理解肠道微生物在癌症发病机制中的作用。

结直肠癌肠道菌群代谢促癌机制肠道芯片

肠道芯片

可用于临床前药物评估的十二指肠肠道芯片

肠道中的药物代谢酶、药物转运蛋白等可能对药物的药代动力学、安全性及有效性产生影响。来自eLife上发表的一项最新研究，结合类器官与器官芯片技术，开发了一种十二指肠肠道芯片，可更好地预测肠道中CYP3A4介导的药物代谢、药物互作及药物转运蛋白的活性，为新药研发的临床前评估提供了新的工具。

肠道芯片 CYP3A4 Organs-on-Chips Cell biology drug metabolism

宿主-致病菌互作

Cell子刊：致病菌如何利用肠道微环境促进感染入侵

Cell Host and Microbe发表的一项最新研究，利用器官芯片方法，揭示了志贺菌如何利用肠上皮微结构和机械力来促进自身对肠细胞的入侵，也表明肠道芯片技术有助于研究肠道病原体的感染机制。

宿主-致病菌互作志贺氏菌器官芯片肠道芯片肠道微环境

体外肠道模型

一种具有肠道免疫功能的三维肠道模型

来自Biomaterials上发表的一项最新研究，搭建了一种体外三维肠道模型，该模型中具有部分肠道免疫功能，可用于研究肠道菌群与肠道免疫的互作。

体外肠道模型 microphysiological system gut-on-chip microbiota mucosal immunity

宿主-菌群互作

Nature子刊：新型肠道芯片技术助力宿主-菌群互作研究

宿主-菌群互作是菌群研究领域的一大课题，但目前缺少能对覆盖黏液层的人肠上皮与复杂肠道菌群进行稳定培养的体外装置。《Nature Biomedical Engineering》发表的一项最新研究，构建了一种新型肠道芯片技术，可模拟生理状态下的跨肠上皮氧梯度，实现肠上皮与复杂菌群的稳定共培养。该技术在宿主-菌群互作研究中或有广泛应用价值，或可用于研发菌群相关疗法、益生菌和功能食品。

宿主-菌群互作肠道芯片 Gastrointestinal models Microbiology Microbiology techniques

肠道芯片

“肠道炎症芯片”揭示肠道屏障在宿主-菌群互作中的关键作用

来自PNAS的一项研究，开发出肠道炎症芯片，通过向芯片添加炎症诱导剂DSS、免疫细胞、菌群成分等，揭示了宿主-菌群互作中，肠上皮屏障完整性在抑制氧化应激和促炎免疫应答中的重要作用。该研究还表明，特定益生菌可减少芯片模型的氧化应激，该益处依赖于完好的肠道屏障，提示用益生菌治疗肠道炎症相关疾病应考虑肠道屏障功能。该研究展示了肠道芯片在宿主-菌群互作研究中的价值，值得参考。

肠道芯片 barrier function disease model gut inflammation-on-a-chip Inflammation

肠道菌群

JJVE：在微流控芯片上共培养菌群和肠绒毛

在微流控芯片上研究肠道菌群与长绒毛以及上皮细胞的关系，是肠道菌群研究的新方法，很火很热，特别推荐这篇文章给大家学习。

肠道菌群人体肠绒毛肠道芯片微流体装置共培养

反向工程学

Cell：一文读懂可模拟肠道上皮的器官芯片（综述）

经典文献分享，关于器官芯片的Cell综述，特别举了肠道芯片为例，值得关注的人重温。

反向工程学肠道芯片器官芯片

肠道芯片

在肠道芯片上研究细菌过度生长和炎症的机制

科学家开发了模拟人类肠道炎症和细菌过度生长的“肠道芯片”，可用于肠梗阻、IBD等疾病的研究。在这个芯片上，他们重复了很多在细胞、动物模型上的实验，本实验特别模拟了肠炎的发生过程。肠道芯片为肠道疾病研究提供了一个简便又可靠的模型，并带给肠道病理生理学新的视野和方向。

肠道芯片 IBD Michael Zasloff Michael Zasloff