实验室培养的肠道：蛋白质打印模拟人类肠道结构

IBEC领导的一项研究描述了一种创新方法的开发，该方法使用接触蛋白打印技术来控制肠道中隐窝样结构和绒毛的形成。该模型将有可能详细研究关键过程，如细胞再生或与疾病相关的变化，如癌症和慢性炎症性疾病。这项研究发表在《自然通讯》杂志上

IBEC细胞工程仿生系统小组开发的方法基于将关键蛋白质（如Wnt3a和EphrinB1）的特定模式压印到基底膜上。这些蛋白质对于肠上皮组织的组织和分化至关重要。利用这项技术，研究人员能够控制隐窝和绒毛等结构在肠道中的形成方式和位置。该系统还允许他们以受控的方式单独研究每种蛋白质的作用

巴塞罗那大学（UB）副教授、该研究的合著者、IBEC高级研究员Jordi Comelles解释说：“我们正在研究的细胞自组织成不同的隔间，精确复制肠道结构。我们基于蛋白质的接触印刷的方法实现的是控制这些结构的形成方式和位置。我们通过将这些蛋白质排列成特定的模式来实现这一点，如圆圈或洞。”

这种创新方法还允许对肠道组织和功能中涉及的因素进行单独分析，揭示它们在细胞增殖和分化等关键过程中的作用。“例如，我们观察到外源性Wnt3a可以减少内源性水平上相同因子的产生，这为操纵这些信号通路开辟了新的可能性，”Comelles补充道

这种方法使研究人员能够根据Wnt3a模式的大小和排列来控制肠道细胞的聚集方式。IBEC高级研究员、UB副教授兼研究负责人Elena Martínez Fraiz表示：“我们的目标是创建一个更接近人类肠道组织的系统。该模型将使我们能够详细研究细胞再生或与癌症和慢性炎性疾病等疾病相关的变化等关键过程。”

该团队还使用计算机模型模拟信号通路之间的相互作用，提供了细胞组织过程的更详细视图。这一突破不仅提高了我们对肠道生物学的理解，还为测试药物、在受控环境中研究疾病和开发更有效的治疗方法开辟了新的机会

这项工作是Enara Larrañaga在IBEC Martínez小组的博士论文的一部分。该研究还涉及由Samuel Ojosnegros领导的IBEC生殖健康生物工程小组的合作；红色生物材料与纳米医学研究中心（CIBER-BBN）；巴塞罗那欧洲分子生物学实验室；以及生物医学研究所（巴塞罗那IRB） More information: Enara Larrañaga et al, Long-range organization of intestinal 2D-crypts using exogenous Wnt3a micropatterning, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55651-7