諸如 COVID-19 之類的呼吸道感染已導(dǎo)致多起流行病，并給醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。此類病毒會對我們的肺部造成嚴(yán)重?fù)p害，尤其是近端區(qū)域（即氣道）和遠(yuǎn)端區(qū)域（即肺泡）。

不同肺部區(qū)域?qū)Υ祟惛腥镜姆磻?yīng)各不相同且復(fù)雜，因此使用傳統(tǒng)模型（如動物和簡單的體外系統(tǒng)）準(zhǔn)確復(fù)制它們是一項挑戰(zhàn)。

為了解決這個問題，京都大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種微生理系統(tǒng)（MPS），能夠模擬人體肺部的不同區(qū)域。具體來說，他們的設(shè)備可以模擬氣道和肺泡，以研究病毒病理。結(jié)合同源iPSC，該團隊正在為更加個性化和精準(zhǔn)的呼吸系統(tǒng)疾病治療做準(zhǔn)備。

該研究成果已發(fā)表在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。

“我們的 iPSC 衍生肺芯片使我們能夠模擬來自同基因來源的近端和遠(yuǎn)端肺區(qū)域?qū)粑?/span>病毒感染的不同反應(yīng)，”主要作者、京都大學(xué)博士生 Sachin Yadav 說道。

該團隊的研究為研究組織和病毒特異性疾病機制以及評估藥物療效提供了一個更精準(zhǔn)的平臺。此外，他們的方法對應(yīng)對未來的流行病也具有重要意義。

研究團隊負(fù)責(zé)人橫川龍二 (Ryuji Yokokawa) 指出：“所獲得的見解可用于開發(fā)其他人體器官和多器官系統(tǒng)的模型，從而促進器官相互作用的研究。”

高級研究員 Takeshi Noda 表示：“準(zhǔn)確復(fù)制宿主對不同病毒和肺部區(qū)域的反應(yīng)差異的能力可以顯著增強我們對新出現(xiàn)的病毒的理解，并促進早期藥物篩選。”

另一位高級團隊成員 Shimpei Gotoh 補充道：“將 iPSC 整合到我們的 MPS 中具有無與倫比的優(yōu)勢，這些細(xì)胞可以提供個性化醫(yī)療和同基因模型等好處。”

該芯片系統(tǒng)的潛在應(yīng)用范圍不僅限于病毒感染，還可以通過使用患者特定的 iPSC 研究其他疾病來增強個性化醫(yī)療。

更多信息： 同源誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生的氣道和肺泡芯片模型揭示特異性先天免疫反應(yīng)，《自然生物醫(yī)學(xué)工程》 (2025)。DOI ：10.1038/s41551-025-01444-2