综述：利用干细胞和类器官模拟低生物量组织中宿主-微生物相互作用

这篇综述系统阐述了干细胞（SCs）和类器官在模拟低生物量组织（如胃、生殖道等）宿主-微生物互作中的前沿应用，重点探讨了间充质干细胞（MSCs）的免疫调节功能、病原体（如幽门螺杆菌、沙门氏菌）与宿主的分子互作机制（如cagA/PGE2通路），以及类器官技术（如极性反转apical-out模型）在填补传统2D培养与动物实验鸿沟中的独特价值。

　　

引言

干细胞与类器官已成为研究宿主-微生物互作的革命性工具。间充质干细胞（MSCs）因其多向分化潜能和免疫调节特性，在再生医学中备受关注，但其功能易受微生物影响——例如沙门氏菌（S. Typhimurium）会通过抑制CD54表达削弱MSCs迁移能力。类器官技术则通过三维结构精准模拟胃、肺等低生物量组织的微环境，如胃类器官揭示幽门螺杆菌（H. pylori）通过cagA毒素激活c-Met/CD44信号轴驱动上皮增殖，为感染致癌机制提供新证据。

干细胞模型与细菌感染

MSCs与微生物的"双向博弈"令人瞩目：一方面，病原体如结核分枝杆菌（M. tuberculosis）通过I型干扰素（IFN-I）重编程造血干细胞（HSCs）铁代谢，导致持续免疫抑制；另一方面，胎盘MSCs（PMSCs）可通过招募中性粒细胞（PMNs）清除肺炎克雷伯菌。犬源MSCs实验显示，益生菌乳酸杆菌（L. acidophilus）虽不引发凋亡，但会改变细胞因子谱，暗示微生物可能通过"温和调控"影响干细胞疗法疗效。

类器官模型开发要点

从细胞来源看，成体干细胞（ASCs）衍生的胃类器官保留供体遗传特征，但缺乏血管；而诱导多能干细胞（iPSCs）可构建含内皮细胞的复杂 assembloids（组装体）。基质材料中，Matrigel虽常用，但其批次差异和易被细菌降解的缺陷催生了合成水凝胶替代品。技术突破如"apical-out"极性反转模型，使类器官顶端直接暴露于病原体，成功模拟了铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）通过ExoU毒素诱发支气管类器官铁死亡（ferroptosis）的过程。

低生物量组织的宿主-微生物互作

胃部：微注射实验证实，H. pylori的鞭毛受体TlpB能感知尿素梯度定向迁移，并优先黏附于分化成熟的pit细胞，同时上调干细胞标记物Lgr5——这可能是胃癌起始的"伏笔"。

胆囊：沙门氏菌效应蛋白（sopB/sopE）通过激活PI3K/AKT通路诱发细胞周期紊乱，其携带的cdtB毒素更导致DNA双链断裂，解释了慢性感染与胆囊癌（GBC）的关联。

女性生殖道：输卵管类器官揭示衣原体（C. trachomatis）会劫持宿主谷氨酰胺代谢（依赖SLC1A5转运体），而益生菌卷曲乳杆菌（L. crispatus）则显著抑制致病菌F. vaginae的炎症反应。

局限与展望

当前研究多集中于胃肠道，对肺、泌尿系统等低生物量组织的共生菌研究仍空白。未来需开发标准化培养方案，并整合免疫细胞（如类器官-巨噬细胞共培养）以提升生理相关性。值得注意的是，具核梭杆菌（F. nucleatum）在结肠癌中的"跨界作用"、器官间微生物轴（如"肠-脑轴"）等前沿问题，或可借助多器官芯片（organ-on-a-chip）与类器官联用破解。

（注：全文严格基于原文实验数据，未添加主观推断。专业术语如apical-out、sopB等均按原文格式标注，关键结论如cdtB致DNA损伤、衣原体代谢劫持等均引自所述文献。）