合成结肠粘液促进模块化微生物群落类器官

宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组开发了一种新的合成材料，可以使科学家更容易地研究微生物如何与胃肠道系统相互作用。这种材料可能最终为研究人员提供一种更便宜、更容易获得的方法来筛选影响肠道感染、肥胖和糖尿病等代谢紊乱以及炎症性肠病的药物。

　　

宾州大学公园宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组开发了一种新的合成材料，可以使科学家更容易地研究微生物如何与胃肠道(GI)系统相互作用。这种材料可能最终为研究人员提供一种更便宜、更容易获得的方法来筛选影响肠道感染、肥胖和糖尿病等代谢紊乱以及炎症性肠病的药物。

胃肠道系统的内壁有一层粘液保护层。传统上，大多数关于肠道微生物群中细菌与黏液层之间相互作用的研究都采用了工程小鼠模型，这对研究人员来说是一个昂贵的选择，而且许多人发现在技术上是无法实现的。

为了解决这个成本和可及性问题，研究人员在本月早些时候发表在《Advanced Functional Materials》杂志上的一篇论文中展示了这种衬里的人工版本，称为氟辅助粘液替代物(FAMS)。他们创造了FAMS，并为此申请了临时专利，使用便宜且容易获得的成分，适合实验室研究。

斯科特·麦地那，威廉和温迪·科尔布早期职业生涯生物医学工程副教授，和麦地那实验室的成员，生物工程研究生迈克尔·米勒，开发了FAMS。这个过程包括引导氨基酸——蛋白质的组成部分——在相分离的液体界面(两种不溶性液体相遇的边界)上组装。一旦组装好，研究人员就可以制造出相互缠绕的纤维，形成一种粘稠的凝胶状材料，可以代替胃肠道粘液。

Medina说:“FAMS是用相对便宜和可商用的材料制成的，可以使用标准的实验室硬件生成。因此，这种材料可以广泛应用于各种实验室环境，以推进微生物组研究和药物发现，同时可能减少对动物模型的需求。”

最终，FAMS可能会有进一步的改进。Miller和Medina正在与工程科学和力学教授Ibrahim Ozbolat合作，探索可定制的3d打印肠道组织的潜力，这种组织可以复制胃肠道的结构。

米勒说:“这项技术为更广泛地研究药物、益生菌甚至疾病对肠道微生物群的影响提供了一个无害的机会。从长远来看，我们希望FAMS提供的研究工作流程的改进可以帮助发现慢性胃肠道疾病和紊乱的新疗法。”

Synthetic Colonic Mucus Enables the Development of Modular Microbiome Organoids