顶端面朝外的回肠类器官：探究肠道与纳米材料相互作用的多功能平台

人回肠上皮是调控机体与肠腔微生物及纳米材料相互作用的关键界面，但具有生理相关性且顶端表面易于接近的体外模型仍然有限。本研究利用健康回肠活检组织建立了人源顶端朝外回肠类器官平台，重现天然回肠上皮的结构与复杂性。通过评估供者及传代次数相关的变异性，筛选出具有代表性的回肠类器官细胞系，并确定了稳定可靠的培养窗口。综合蛋白质组学、成像、超微结构及功能分析表明，该模型保留了关键上皮特征，包括刷状缘结构、屏障完整性、吸收能力及多种内吞途径。完整的回肠类器官能够内化具有不同表面电荷的纳米颗粒，包括在组成上与已获批mRNA疫苗制剂相匹配的空载脂质纳米颗粒，证实可在未经扰动的顶端表面条件下定量评估颗粒摄取。保留的富含黏蛋白的糖萼对这一摄取过程具有抑制作用。切除表面附着的黏蛋白可选择性增强带负电纳米颗粒的摄取，而不影响近中性及带正电纳米颗粒的摄取，同时增加沙门氏菌的侵入。这些发现揭示，糖萼是上皮摄取过程的电荷选择性调控因子。总之，本研究为利用人源顶端朝外回肠类器官开展纳米颗粒与上皮相互作用研究奠定了基础，并为纳米药物递送、宿主与微生物相互作用及上皮转运研究提供了一个多功能且具有转化应用价值的平台。

人回肠上皮是调控其与肠腔内微生物及纳米材料相互作用的关键界面，但具有生理相关性且顶端表面可接近的体外模型仍然有限。本研究利用健康回肠活检组织建立了人源顶端朝外回肠类器官，作为重现天然回肠上皮结构与复杂性的平台。通过评估供体间及不同传代次数下的变异性，确定了具有代表性的回肠类器官细胞系和稳定可靠的培养时间窗口。整合蛋白质组学、成像、超微结构及功能分析表明，该模型保留了关键的上皮特征，包括刷状缘组织结构、屏障完整性、吸收能力及多种内吞途径。完整的回肠类器官可内化具有不同表面电荷的纳米颗粒，包括在组成上与已获批mRNA疫苗制剂相匹配的空载脂质纳米颗粒，证实可在不扰动顶端表面的情况下定量测定其摄取。保留下来的富含黏蛋白的糖萼限制了这种摄取。切除附着于细胞表面的黏蛋白可选择性增强带负电荷纳米颗粒的摄取，而不影响近中性和带正电荷纳米颗粒的摄取，同时增加沙门氏菌的侵入。这些发现揭示，糖萼是上皮摄取过程的电荷选择性调控因子。总之，本研究为利用人源顶端朝外回肠类器官开展纳米颗粒与上皮相互作用研究奠定了基础，并为纳米药物递送、宿主与微生物相互作用及上皮转运研究提供了一个具有转化应用价值的多功能平台。

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关键词：回肠类器官 · 顶端朝外极性 · 纳米颗粒摄取 · 肠上皮屏障 · 糖萼 · 电荷选择性

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.10.758216v1?rss=1