人類(lèi)芯片上的器官技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)讓人欣慰的水平揖蜒，不需要侵入性就可以反映細(xì)胞的健康怨瑰、電活動(dòng)和分化狀態(tài)。

芯片器官的出現(xiàn)使得科學(xué)研究發(fā)生了非常大的變化升诡，作為一個(gè)強(qiáng)大的工具惨琼，芯片器官允許科研人員以一種前所未有的方式研究人類(lèi)組織和器官的生理情況。通過(guò)模擬正常的血液流動(dòng)、機(jī)械微環(huán)境培按，以及不同的組織在活的器官內(nèi)如何相互作用嘉警。相比于其他的體外方法，它們提供了一個(gè)更加系統(tǒng)化的途徑來(lái)測(cè)試藥物沪识，最終有望幫助取代動(dòng)物試驗(yàn)拼缝。

在幾周的時(shí)間里，人類(lèi)細(xì)胞在芯片上生長(zhǎng)成為完全分化的彰亥，有功能的組織咧七，例如模擬肺部和腸道的芯片器官，而研究人員還在尋求如何理解藥物任斋、毒素以及其他干擾是如何改變組織的結(jié)構(gòu)和功能的继阻。由Don Ingber領(lǐng)導(dǎo)的來(lái)自威斯研究所的團(tuán)隊(duì)正在尋求一種方式，如何長(zhǎng)時(shí)間非侵入性的監(jiān)測(cè)培養(yǎng)在那些微流體裝置內(nèi)細(xì)胞的健康和成熟情況废酷。這與測(cè)量芯片器官內(nèi)細(xì)胞的電功能變化非常不同瘟檩，例如大腦神經(jīng)細(xì)胞或者心臟的心肌細(xì)胞，無(wú)論是正處于分化過(guò)程還是正在響應(yīng)藥物澈蟆，它們的電活動(dòng)都非常的活躍墨辛。

現(xiàn)在，Ingber團(tuán)隊(duì)同威斯核心學(xué)院成員Kit Parker的團(tuán)隊(duì)合作趴俘，共同致力于為這些難題尋求解決方案睹簇，通過(guò)帶有嵌入式電極的器官芯片可以精確地、連續(xù)地檢測(cè)跨上皮電阻（TEER）寥闪。TEER廣泛的被用于衡量組織的健康和分化情況太惠，以及實(shí)時(shí)的評(píng)估活細(xì)胞電活動(dòng)，如心臟芯片模型中那樣椭梁。

“這些電活動(dòng)芯片器官可以幫助打開(kāi)一扇窗逼读，讓我們了解人類(lèi)細(xì)胞和組織在器官環(huán)境中如何行使功能，而不需要進(jìn)入人體或者從芯片上將細(xì)胞取出捻奉，”Ingber說(shuō)青先，“我們現(xiàn)在開(kāi)始實(shí)時(shí)研究在感染、輻射肘何、藥物暴露乃至于營(yíng)養(yǎng)不良條件下，不同的組織屏障是如何損傷的裁甘，以及它們是在何時(shí)艰膀、如何響應(yīng)重建治療而愈合的∏迹”

TEER測(cè)量往往用于對(duì)電極之間或者跨組織－組織界面（由器官特異性上皮或者內(nèi)皮組成辫田，是很多機(jī)構(gòu)人類(lèi)器官芯片的核心元件）的離子流進(jìn)行定量。形成組織層的上皮細(xì)胞囊括了從我們的皮膚到很多內(nèi)部器官的內(nèi)表面艺挽。上皮細(xì)胞排列成了緊密的血管和毛細(xì)血管嚎论，并支撐它們的功能桐猬。這些細(xì)胞層作為一道對(duì)小分子和離子的屏障，起到保護(hù)器官和支持特異化功能的作用刽肠，例如腸道的吸收或者腎臟的選擇性過(guò)濾尿液溃肪。反之，藥物毒性音五、感染惫撰、炎癥以及其他有害刺激可以破壞這些屏障。TEER測(cè)量就是基于對(duì)離子通道或電阻的限制躺涝，因此可以用于評(píng)估這些細(xì)胞層基礎(chǔ)功能的完整性厨钻，以及由藥物或則其他毒劑觸發(fā)的損傷反應(yīng)。

“使用一個(gè)新的逐層制作工藝坚嗜，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)微流體環(huán)境夯膀，在這個(gè)環(huán)境中，TEER測(cè)量電極是芯片架構(gòu)的組成部分苍蔬，并且置于盡可能靠近單通道或者平行的雙通道中組織生長(zhǎng)的位置”诱建，威斯學(xué)院工程師Olivier Henry博士說(shuō)，他在芯片設(shè)計(jì)方面做了很多推動(dòng)工作银室∈迅校“與過(guò)去的電極設(shè)計(jì)相比，這種固定幾何結(jié)構(gòu)允許精確測(cè)量螺喂，在實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)之間實(shí)現(xiàn)可比較性侦需，并且這樣可以準(zhǔn)確的告訴我們，類(lèi)似肺或者腸道這樣有通道的組織是如何保持形態(tài)的范咖，以及在藥物和其他操作的影響下如何瓦解的坊蕴。”

威斯團(tuán)隊(duì)的TEER側(cè)量器官芯片設(shè)計(jì)發(fā)表在了《Lab on a chip》上鳄盗。Kit Parker指出扫觅，“未來(lái)芯片器官是儀器芯片：這個(gè)想法是讓實(shí)驗(yàn)人員從數(shù)據(jù)收集工作中解放出來(lái)。模擬器官的連續(xù)數(shù)據(jù)收集關(guān)閉正是我們所需要的送写，允許我們更加有效和安全的測(cè)量長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)中的藥物硅枷。”

器官芯片更加強(qiáng)大婉劲，我們向前邁進(jìn)了一大步太迈。

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