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  • bt365手机app的工程师发明了一种新的方法来研究复杂的疾病,如溃疡性结肠炎,导致肠道发炎。

    bt365手机app的工程师发明了一种新的方法来研究复杂的疾病,如溃疡性结肠炎,导致肠道发炎。

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  • 左上,在microphysiological系统(MPS)生长的健康肠细胞。右上方,溃疡性结肠炎细胞的国会议员。底行示出的免疫细胞,包括巨噬细胞,加入到该组织。

    左上,在microphysiological系统(MPS)生长的健康肠细胞。右上方,溃疡性结肠炎细胞的国会议员。底行示出的免疫细胞,包括巨噬细胞,加入到该组织。

    图像:研究人员礼貌

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  • bt365手机app的工程师设计了可用于研究免疫系统的不同器官之间的相互作用,以及一个microphysiological系统。

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使用“器官上的单芯片”,以模型复杂疾病

bt365手机app的工程师发明了一种新的方法来研究复杂的疾病,如溃疡性结肠炎,导致肠道发炎。

一种新的方法揭示了不同组织如何有助于炎性疾病如溃疡性结肠炎。


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萨拉·麦克唐纳
电子邮件: s_mcd@mit.edu
电话:617-253-8923
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bt365手机app的生物工程师们创造了一个multitissue模型,让他们学习不同的器官和免疫系统,在一个专门的微流体平台与人体细胞接种之间的关系。

使用这种类型的模型,有时也被称为“器官上的单芯片”或“上的单芯片physiome”的研究小组能够探索溃疡性结肠炎等炎症性疾病循环免疫细胞的作用。他们还发现,生活在人体肠道细菌产生的代谢副产品扮演这些炎症条件下,具有重要作用。

“我们已经证明,现在你就可以开始在芯片上这些器官设计实验来攻击其中的一些真的棘手,慢性炎症性疾病,”琳达·格里菲斯,教学创新的工程学教授,生物工程教授和学校说机械工程和研究的资深作者。

这种做法,在今天的日记描述 电池系统,还可以借给自己学习很多其他复杂疾病,研究人员说。

“现在我们必须选择真正减少或增加的疾病的复杂程度,控制和系统的条件下,”马丁trapecar,bt365手机app博士后和论文的第一作者。

复杂的模型

近20年前,格里菲斯的实验室首次开始在被称为人类肝脏典范工作“肝片。”该系统中,它由生长在一个专门的支架工程改造的人肝组织,可用于测试药物的毒性。最近,她一直工作在许多相互关联的器官的小型复制品,也被称为microphysiological系统(MPS)。在2018年,她报的发展 一个平台 可用于多达10个机关的时刻之间的互动模式。

这些种类的装置非常适合于分析复杂的疾病,包括那些涉及多个器官,由免疫系统受到影响,或不能由单个基因或小数目的基因来解释。

“我们想建立,将让您连接多个器官系统共同的技术,这样我们就可以开始开发新的工具来对抗慢性炎症性疾病,”格里菲斯说。 “在药物开发,现场真的东西,这不是一个单基因疾病的斗争。”

电池系统 研究中,她和trapecar着手模型的相互作用两个器官,结肠和肝脏之间。他们也想研究的免疫系统,特别是T细胞如何影响这些器官。已经知道的是高达80%的患者被称为原发性硬化性慢性肝脏的自身免疫性疾病也胆管炎从炎性肠病(IBD)受到影响。并且,IBD患者有患肝脏的自身免疫性疾病的更大的机会。

新的系统包含溃疡性结肠炎患者服用,健康的肝细胞沿结肠细胞。研究人员发现,当这些组织进行连接,与当它们被隔离到它们的生理行为完全改变。当组织暴露于健康肝细胞炎症在溃疡性结肠炎中肠组织减少。同时,基因和细胞通路参与代谢及免疫功能的器官都变得更加活跃。

然后,研究人员添加两种类型的T细胞的制度:CD4 +调节性T细胞,这抑制其他免疫细胞和Th17细胞,从而刺激炎症。添加这些T细胞向肠肝相互作用迅速上升炎症和重新创建两个IBD和自身免疫性肝病的某些特征。  

最后,研究人员决定调查分子称为短链脂肪酸(短链脂肪酸)的炎症性疾病的潜在作用。这些分子通过在人肠道微生物,因为它们宴席上未消化纤维制造。短链脂肪酸,其包括丁酸盐,丙酸盐,和醋酸,在大批量的生产和约占10的我们的日常的能源需求百分比。

而这些化合物在人体的许多有益效果,包括减少炎症,近年来一些研究表明,短链脂肪酸还可以通过刺激炎症造成伤害。新的bt365手机app的研究发现,添加短链脂肪酸对溃疡性结肠炎模型大大加剧炎症在整个肝脏和肠道,但前提是T细胞已经存在。

“我们成立的基础上,这些研究的假设是,短链脂肪酸的作用似乎取决于适应性免疫系统(包括T细胞)有多少参与其中,” trapecar说。

也就是说,在炎症的早期阶段,当T细胞不积极参与,短链脂肪酸可以帮助减轻炎症。但是,当许多效应T细胞被招募,短链脂肪酸刺激他们更加炎症。这可能会在感染的情况下是有用的,帮助身体抵御侵略者,但它也可以加快自身免疫性疾病。

造型脑部疾病

这项研究留起了相关的项目中,研究人员计划看肠道,肝脏和大脑之间的相互作用的。从萨尔基斯mazmanian,加州理工学院微生物学教授,最近的一项研究表明,在帕金森氏病的小鼠模型,无菌小鼠晚于普通装条件下,患疾病的迹象。该研究表明,通过微生物产生的SCFA可能有助于该疾病的观察到的现象和进展。

格里菲斯的实验室现在正在使用的MPS系统,短链脂肪酸和帕金森氏症之间的联系线索。研究人员还计划研究其他复杂的疾病,希望他们的研究结果将有助于指导新治疗方法的发展为目前难以治疗的疾病。

“你真的需要非常复杂的模型,”格里菲斯说。 “你当然可以得到从动物模型的假设,但要真正前进在药物开发中,你需要更好的方法来识别目标是建立在人类患者的样本。”

这项研究是由美国资助美国国防部高级研究计划局,美国国家卫生研究所,生物医学成像和生物工程研究所,环境健康科学研究所的国家,从美国国家癌症研究所的科赫研究所的支持(核心)发放和皮尤 - 斯图尔特的信任基础。


主题: 生物工程, 机械工业, 微生物, 组织工程, 微流控, , 疾病, 工程学院, 美国国立卫生研究院(NIH), 健康科技

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