体外肠道细胞模型及其在评价花青素吸收转运中的研究进展

花青素广泛存在于自然界的多种植物中,目前研究证明花青素具有多种生物活性,其生物活性取决于生物可及性及生物利用度。诸多研究表明,肠上皮细胞的吸收转运是影响花青素生物利用度的一个关键。基于此背景,肠道细胞吸收模型已被广泛运用于研究花青素的吸收转运及其机制。本文概述了用于研究功能活性成分吸收转运的肠道模型,并以花青素为代表阐述了其吸收转运机制,特别是基于Caco-2细胞单层模型对其吸收转运的研究,以期为探究食品功能活性成分在肠道细胞模型中的吸收利用提供借鉴。

基于微流控芯片的体外肠道吸收模型构建及其应用进展

肠道是口服药物吸收的主要部位,肠道的上皮细胞上含有绒毛和微绒毛,它们通过增加表面积等因素促进分泌、细胞黏附和吸收。传统的二维/三维(2D/3D)细胞培养模型、动物模型在研究药物吸收方面发挥了重要作用,但是由于缺乏足够的人体药动学的可预测性或伦理问题等,其应用存在一定局限性。因此,以体外活细胞为基础,模拟人肠道的核心结构和关键功能是构建基于微流控芯片的肠道模型的研究重点。该模型是利用微加工技术制备出的模拟人体肠道的复杂微结构、微环境和生理功能的微流控芯片仿生系统。与2D细胞培养和动物实验相比,肠芯片模型能有效地模拟人体内环境,在药物筛选方面更具特异性。本综述概括了国内外肠芯片模型以及与肠道相关的多器官耦合芯片模型的研究进展,及其在疾病建模、药物吸收和转运方面的应用,并总结了当前肠芯片模拟肠道稳态和疾病面临的挑战,为进一步建立更可靠的体外肠芯片模型提供参考。

肠道吸收细胞模型研究进展及其在类胡萝卜素上的应用

膳食化合物在维持人体生理功能和预防疾病等方面至关重要,但其必须被人体高效吸收利用才能充分发挥其功能活性。肠道吸收细胞模型已成为体外模拟人体膳食化合物吸收利用及机制研究的有效手段。针对不同的膳食化合物,选取合理的肠道细胞吸收模型以及在现有细胞模型的基础上进一步改进,对于实现高效模拟人体对该膳食化合物的吸收利用具有重要意义。因此,本文概述了人体肠道上皮细胞的结构和功能,系统地综述了体外肠道细胞吸收模型研究进展,并以类胡萝卜素为代表,阐述了其肠道吸收转运机制,重点探讨了Caco-2单细胞模型和Caco-2/HT29-MTX细胞共培养模型在其吸收利用上的应用,以期为更好地利用肠道细胞吸收模型体外模拟人体对不同膳食化合物的吸收利用提供借鉴。

开胃消食糖浆对幼龄大鼠厌食合并肠道感染模型的肠道粘膜病理学及绒隐比的影响

观察开胃消食糖浆对幼龄大鼠厌食合并肠道感染模型肠道绒毛及其绒隐比的影响。方法 健康幼龄SD大鼠30只随机分为正常组、模型组和治疗组3组,病因模拟及特殊喂养法初步造模后,喂养三周后,分别予以治疗组糖浆1.6ml/100g灌胃、正常组和模型组生理盐水2ml/100g灌胃7天,然后所有幼龄大鼠予以禁食处理,但不禁水。第28天各组常规操作半小时后,模型组和治疗组按30mg/kg的标准腹腔注射脂多糖,用于建立合并肠道感染模型。上述操作8h后处死全部SD大鼠,取部分小肠组织进行病理切片,观察其病理学表现及测量绒隐比。结果显示,正常组及治疗组绒毛形态良好,模型组绒毛破坏较多;正常组与模型组相比P=0.001<0.05,治疗组与模型组相比P=0.04<0.05,正常组与治疗组相比P=0.568>0.05,提示在本次实验中,模型组与正常组、治疗组相比均有明显差异,说明厌食合并肠道感染会影响小肠绒毛吸收营养的功能,而治疗组与正常组相比没有明显差异,表明开胃消食糖浆对厌食及肠道感染有着良好的临床效果,可以减少小肠绒毛被炎症因子破环,促进机体的营养吸收,改善食欲。

粘弹性肠道能动性模型的建立与数值模拟

潜入人体肠道释放药物和进行手术的医用微型机器人的研究是目前的一个研究热点 ,人体肠道的能动性模型对于机器人的控制甚为重要。在理论分析和动物肠道力学特性实验结果的基础上建立了肠道的能动性模型 ,与粘性蠕动模型相比 ,能动性模型考虑肠道的弹性性质和粘性性质 ,更符合肠道的实际特性。与肠道中的液体方程耦合 ,利用神经控制模型的机械运动模型 ,运用Galerkin有限元 有限差分法进行了肠道的运动学仿真。

Caco-2细胞与肠道菌共培养初建体外肠道共生模型

【目的】构建体外模拟肠道共生系统,用于评价食源性抗菌药及其耐药菌作用于肠道菌群时对人体健康造成的危害风险。【方法】21 d体外培养构建Caco-2细胞三维肠上皮,分成无菌对照组、混合的正常菌群组、沙门菌组、混合菌群-沙门菌组4组,制备混悬液,各组分别单独和混合培养4 h,荧光定量PCR法测试共培养前后各菌16SrDNA菌量变化,电阻仪测试跨膜上皮电阻(TEER)数量;免疫荧光染色观察紧密连接蛋白ZO-1变化,评价三维肠上皮屏障功能的改变。【结果】在体外共培养模型内,4种肠道菌混合培养4 h后同单独培养组间比较,细菌量增长无统计学差异(P>0.05));需氧菌的增长速度明显高于厌氧菌(P<0.01),厌氧菌:需氧菌浓度比接近100∶1,厌氧菌仍为优势菌。TEER和ZO-1免疫荧光染色结果均提示混合肠道菌群对Caco-2细胞三维肠上皮无明显破坏,侵入性沙门氏菌可显著降低TEER值,并观察到模型的ZO-1结构受到破坏。这种破坏作用在混合肠道菌群加沙门菌群组较轻。【结论】Caco-2细胞三维肠上皮同乳双歧杆菌、植物乳酸杆菌、大肠杆菌和粪肠球菌组成的混合菌群体外共培养能建立稳定的体外肠上皮模型,并具有生物学活性;正常肠道菌群对侵入性沙门菌有拮抗作用。该模型可进一步完善作为食源性抗菌药、耐药菌与肠道系统相互作用研究模型的基础。

肠道菌群孵育技术及其在中药分析中的应用研究进展

近年来,肠道菌群作为隐形器官成为研究机体代谢和疾病治疗的新热点,在中药分析中也受到广泛关注。中药口服后部分原型成分经肠道菌群转化为药效更强的物质,肠道菌群被认为是解释口服生物利用度低的中药成分在体内仍能发挥强大药理作用的关键突破口。该文总结了传统的肠道菌群孵育技术与新兴的类肠道模型,并对肠道菌群孵育技术在中药分析中的应用进行了介绍。其中传统肠道菌群孵育技术已广泛应用于中药分析与成分的生物转化领域,但后者的应用研究较少。这些新兴技术的发展为中药分析提供了新的方向,或可进一步挖掘菌群与中药作用的新机制。该技术与中医药研究的结合有益于指导中医临床合理用药,推动中药新药研发等,对提升中医药国际认可度有重要意义。

大鼠宫内缺血后肠道损伤模型的建立(英文)

目的 肠道是新生儿窒息后受损最严重的器官之一。但目前国内外尚无一经典模型用于窒息后 肠道损伤的研究。本研究采用可逆性宫内缺血制作了大鼠窒息后肠道损伤模型。方法 钳夹足月孕鼠(E21)一 侧子宫和卵巢动静脉20min,以结扎侧的胎鼠为窒息组,对侧胎鼠为对照组。剖宫产取出胎鼠,复苏,代乳鼠代乳。 分别饲养0,24,48,72h后处死(每组每时点18只),取出肠组织行病理观察,评估肠黏膜损害指数(IMDI)。结果 对照鼠娩出后表现正常;缺血鼠娩出后出现皮肤青紫、呼吸减弱、四肢活动减少等窒息改变。缺血鼠病理学改变在 缺血后48h最重,IMDI明显上升(3.40±0.16),对照组肠粘膜几乎没有损害(0.00±0.00)。缺血后72h肠道损 伤明显恢复,IMDI降至0.60±0.21。结论 钳夹足月孕鼠一侧子宫、卵巢动静脉可以制成窒息后肠道损伤的动 物模型。

大鼠肠道致敏模型的建立及其内脏敏感性的评估

目的:内脏高敏感性是肠易激综合征(IBS)的重要病理 生理特征之一,本研究旨在建立一个内脏高敏性的动物模型,

丹酚酸B对肠缺血再灌注损伤大鼠模型肠道的保护作用

目的研究丹酚酸B(SAB)对肠缺血再灌注损伤(IIRI)大鼠模型肠道的保护性效应。方法采用随机数字表法将48只健康雄性SD大鼠随机分为IIRI组、SAB+IIRI组、阴性对照组和SAB+阴性对照组4组,每组12只。按照试剂盒说明书测定大鼠回肠丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性,实时荧光定量RT-PCR法检测大鼠回肠炎症性因子的转录水平,ELISA法检测炎症因子的分泌水平,组织病理学检测观察IIRI大鼠肠道组织学病变及对肠道通透性的影响。结果IIRI组的MDA含量明显高于阴性对照组(P=0.005)和SAB+IIRI组(P=0.012),SOD活性明显低于阴性对照组(P=0.006)和SAB+IIRI组(P=0.017)。IIRI组的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)(P=0.003,P=0.009)、白细胞介素(IL)-1β(P=0.026,P=0.005)、IL-6(P=0.015,P=0.003)和核因子κB(NF-κB)(P=0.007,P=0.015)的转录水平均明显高于阴性对照组和SAB+IIRI组。IIRI组的TNF-α(P=0.002,P=0.006)、IL-1β(P=0.002,P=0.006)、IL-6(P=0.008,P=0.002)和NF-κB(P=0.026,P=0.005)的分泌水平均明显高于阴性对照组和SAB+IIRI组。IIRI组的菊粉水平明显低于阴性对照组(P=0.015),高于SAB+IIRI组(P=0.011)。IIRI组的右旋糖酐水平明显低于阴性对照组(P=0.011)和SAB+IIRI组(P=0.012)。IIRI组的葡聚糖凝胶水平明显高于阴性对照组(P=0.031)和SAB+IIRI组(P=0.020)。SAB预处理能改善大鼠回肠组织肠黏膜的水肿、坏死和绒毛剥脱现象,SAB+阴性对照组的Chiu组织学得分明显高于阴性对照组(P=0.001),SAB+IIRI组Chiu组织学得分明显低于IIRI组(P=0.001)。结论SAB预处理能够减轻IIRI,这种保护性效应可能是通过减轻肠道的氧化应激反应和炎症反应来实现的。

条件性敲除APC基因小鼠肠道腺瘤模型的构建

腺瘤性结肠息肉病(adenomatous polyposis coli,APC)基因是家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP)的致病基因,APC基因的突变导致小鼠多处产生肿瘤,但肠道条件性敲除APC基因后,小鼠的表型并不清楚。该研究利用Cre-LoxP重组酶系统,在肠道绒毛和隐窝上皮细胞条件性敲除APC基因,并对小鼠表型进行鉴定和分析。将Villin Cre小鼠和APC^(fl/fl)小鼠合笼得到Villin Cre;APC^(fl/+)小鼠;有意思的是后者进一步与APC^(fl/fl)小鼠合笼,却没有得到Villin Cre;APC^(fl/fl)小鼠。进一步解剖Villin Cre;APC^(fl/+)小鼠,发现其自发产生肠道肿瘤,并能携瘤生存,免疫组化显示瘤体组织激活了Wnt信号通路。结果表明成功地构建了小鼠肠道条件性敲除APC基因腺瘤模型,为进一步研究APC基因在肠道发育以及肠道肿瘤的作用提供了优良的工具。

重金属人体生物有效性、吸收及毒性研究中的肠道细胞模型

重金属污染对人体健康产生极大威胁,因而备受关注。肠道吸收是人体重金属暴露的主要途径之一,因此,重金属的生物有效性、肠道吸收过程和毒性研究成为当前的研究热点。体外胃肠模拟法和动物模型被广泛用于重金属的相关研究,然而体外胃肠模拟法缺少人体肠道细胞成分,动物模型与人体存在着物种差异且实验成本高。鉴于此,研究者开发了能够部分模拟人体肠道上皮功能的体外肠道细胞模型。此模型作为研究生物有效性的重要工具,能模拟肠道对重金属的吸收转运过程,并能够结合分子生物学等技术、采用多学科交叉的研究方法探索重金属的肠吸收和肠毒性的分子机制。本文系统介绍了人肠上皮的结构功能、肠道上皮细胞对重金属吸收转运机制、肠道细胞模型的发展及其在重金属相关研究中的应用与优缺点,总结了肠细胞模型功能验证指标和优化方法。同时,还对肠道微流控培养系统(芯片肠道)和肠类器官等三维肠细胞模型技术的最新进展进行了介绍和展望。

艰难梭菌肠道感染BALB/c小鼠模型的建立及简易评价

目的建立简单、可重复的实验室小鼠艰难梭菌感染模型。方法分别采用链霉素、氨苄西林和万古霉素配制抗生素溶液,经3天自然饮水法破坏BALB/c小鼠肠道正常菌群,更换正常饮水1天后用艰难梭菌进行肠道感染,观察BALB/c粪便细菌载量、小鼠存活状况。结果经链霉素处理的BALB/c小鼠粪便中艰难梭菌芽孢数最多,万古霉素处理的BALB/c小鼠粪便中艰难梭菌芽孢数最少;万古霉素处理的BALB/c小鼠组6天后只有20%的死亡,而链霉素处理的BALB/c小鼠组则6天后全部死亡。结论成功建立艰难梭菌感染小鼠模型,为后续研究艰难梭菌预防、干预及治疗奠定了前期基础。

益生菌对肠道损伤条件下断奶仔猪生长性能影响的Meta分析

本试验旨在整理以产肠毒素大肠杆菌及脂多糖作为损伤模型的断奶仔猪研究数据并进行Meta分析,探究添加益生菌制剂对损伤处理断奶仔猪生长性能的影响。通过检索中国知网、PubMed、Web of Science、Science Direct数据库,筛选益生菌添加对损伤处理断奶仔猪生长性能影响的随机对照试验,选择同时具备损伤处理组及益生菌干预损伤处理组的试验纳入到本项研究中。自1999年6月30日至2022年4月20日,筛选获得12篇相关体内研究文献纳入本次试验,所纳入总样本909例,用Review Manager 5.4对纳入研究进行相关数据分析。选择标准化均数差(SMD)作为效应指标。结果表明:相较于损伤模型组,饲喂添加益生菌的饲粮可以有效提高断奶仔猪平均日增重[SMD=1.35,95%置信区间(CI)=0.86~1.83,P<0.00001],影响平均日采食量(SMD=0.46,95%CI=-0.16~0.76,P<0.00001),降低料重比(SMD=-1.10,95%CI=-1.61~-0.59,P<0.00001)。这些结果表明,益生菌制剂可以改善损伤断奶仔猪的生长性能。

基于VTK的数字肠道可视化和位置映射研究

目的建立表面重建三维数字肠道和肠道位置映射模型。方法利用第2套中国虚拟人数据集的彩色断面图像手动分割出肠道,再在VC++环境下借助可视化工具包VTK进行表面重建和肠道相对位置映射功能实现。结果系统的实现功能包括:①虚拟人体肠道的面绘制,其中实体颜色、透明度、背景颜色、网格删减系数、表面平滑次数和光线效果等参数可以设定,以达到不同的面绘制效果。②具有旋转、平移、缩放和正交视图等方便的交互式操作。③从三维空间坐标到肠道相对位置的映射。结论此系统可以独立运行,具有较强的可移植性和扩展性,可应用于肠道内的定位,教学和科学研究提供了一个辅助的演示系统。

基于仿生微流控技术的肠道器官芯片构建

人体肠道具有复杂的生理环境,存在肠上皮细胞形成的绒毛结构以及流体剪切力、肠道蠕动等力学条件,且肠道中与人体共生着大量微生物,这些与人类的健康息息相关。对于肠道的研究,传统的体外细胞培养手段不能完全模拟肠道复杂的生理环境,具有局限性。该研究设计了一种基于微流控技术的肠道器官芯片,通过将肠细胞培养于绒毛状基膜,结合流体剪切力来模拟人体肠道的结构与功能。结果显示,该肠芯片重现了肠道的绒毛结构与屏障功能,提高了黏液的表达量,并实现了肠道菌在肠芯片上的实时观察,可以成为在体外研究肠道微生物与宿主相互作用的有力工具。

连翘茶提取物对大肠杆菌感染小鼠肠道的试验研究

研究连翘茶提取物对大肠杆菌感染小鼠肠道的作用,其肠黏膜屏障保护作用的可能机制。取健康SPF级雄性小鼠35只,以大肠杆菌引起的腹泻为常见代表。试验分3组,空白对照组(A组),连翘茶提取物组(B组),连翘茶加大肠杆菌组(C组);采用经口灌胃连翘茶提取物,腹腔注射大肠杆菌感染小鼠,分别测定体重,血常规,肠道HE染色等指标。发现连翘茶对于大肠杆菌的肠黏膜有一定的保护作用,作用显著,可减少腹泻。

肠道微生物体外模型研究进展

随着分子微生态学，特别是高通量测序技术的发展，人类对肠道微生物的作用有了新的突破性认识。我们现在了解到人体和动物消化道系统中生长着大量的细菌，肠道中细菌的总数量甚至高出人体细胞总数的十倍。肠道微生物的菌群多样性受到多种因素的影响。其中环境和宿主的遗传背景在决定肠道菌群结构和组成方面各自起到50％的作用。

全自动智能内窥镜系统试验平台的研究与设计

为全自动智能内窥镜系统研究设计了一套试验平台,该试验平台为不同时期的智能内窥镜系统试验提供了3种不同的方案:硬管模型、软管模型和动物肠道模型.经测试,该试验平台能很好地验证系统的各项功能,提供系统所需的数据,为系统实用化提供有力的支持.

肠道转运Caco-2细胞单层模型的建立及验证评价

目的建立Caco-2细胞单层模型用于药物转运研究。方法按照常规的细胞培养方法,将Caco-2细胞接种到Millicell小室内(接种密度1×10~6个·mL^(-1)),培养21 d。定期用细胞电位仪监测跨上皮细胞电阻(TEER),评价细胞单层的紧密性与完整性;通过荧光黄转运实验检查Caco-2细胞单层模型细胞旁路转运通透性;通过普萘洛尔转运实验验证Caco-2细胞单层模型跨细胞被动转运通透性。结果培养21 d后,TEER值达到(981±123)Ω·cm^2,荧光黄和普萘洛尔的表观通透系数分别为0.33×10及16.7×10^(-6)cm·s^(-1)。结论本研究建立的Caco-2细胞单层模型紧密、完整,具有良好通透性,可用于药物转运研究。