类器官助力IBD体外模型构建——炎症性肠病研究新范式

炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease, IBD）是一种累及消化道的慢性、复发性炎症性疾病，主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。近年来，IBD在全球范围内的发病率持续攀升，已成为重大的公共卫生挑战。然而，IBD的确切发病机制至今尚未完全阐明。传统的动物模型存在种属差异大、转化效率低的问题，而常规的2D细胞系模型则因表型改变、信号通路表达异常，难以真实模拟人体肠道的复杂生理和病理状态。

人肠道类器官技术的出现，为IBD研究打开了全新的大门。 这些源自成体干细胞或多能干细胞的3D自组织微结构，能够保留原生肠道的遗传、表观遗传和结构特征，在体外精准重现肠道上皮的关键生物学过程。本文将基于人正常结肠类器官，介绍DSS诱导IBD体外模型构建方案。

DSS诱导的IBD体外模型构建操作流程

DSS（葡聚糖硫酸钠）是目前公认的IBD体外炎症诱导剂，能够特异性损伤肠道上皮屏障，模拟IBD特征性的上皮损伤和炎症反应。

1、 实验材料与实验前准备

1.1 实验材料：

人正常结肠类器官（abs9545），人正常肠类器官培养基（abs9530），类器官培养基质胶（abs9495），DSS（abs9192），FITC葡聚糖（abs47038873），IL-6（abs510003），TNFα（abs510006）ELISA检测试剂盒。

1.2 实验前准备

在实验开始之前，用基质胶包被细胞培养板，每孔用200ul枪头涂抹均匀，根据实验设计确定孔数，在培养箱成胶待用。

2、收集类器官与DSS诱导

(1) 移液器吸去培养基，每孔添加1-2mL 4℃类器官传代培养缓冲液G放置2min。

(2) 移液抢轻柔吹打基质胶，收集在15mL离心管中，4℃静置10min。（每6-8孔为一组）

(3) 离心5min弃去上清，类器官收集后，培养基重悬类器官，每孔添加750ul DSS类器官培养基（20μg/mL DSS）添加至基质胶包被的24孔细胞培养板中（类器官数量为每孔50-100个为佳）。

(4) 连续拍照120h明场观察。

3、 模型验证

3.1 Calecin-AM/PI荧光染色评估细胞活性

含有20μg/ml的DSS人正常结肠类器官培养基连续处理120h后，Calecin-AM/PI(abs50056)荧光染色，Model组类器官通活性减弱。图 (A)。

图 (A)

3.2 FITC-葡聚糖染色评估屏障通透性

肠道屏障功能受损是IBD的关键病理特征之一。采用FITC-葡聚糖（500-1000μg/mL，abs47038873） 进行通透性检测：

轻柔吸去培养基后，每孔添加500μL染料工作液，37℃避光孵育40-60分钟，PBS轻柔洗涤后于荧光显微镜观察。结果显示模型组类器官通透性显著增强，成功模拟了IBD上皮屏障功能丧失的特征。

图 (B)

3.3 ELISA检测炎症因子分泌

类器官经DSS处理后，收集上清进行ELISA检测。采用IL-6 ELISA检测试剂盒（abs510003） 和 TNF-α ELISA检测试剂盒（abs510006） 分别检测两种关键炎症因子。结果显示，模型组的IL-6和TNF-α均显著升高，与临床IBD患者血清中炎症因子升高的特征高度一致。

热点聚焦：类器官IBD模型研究新动向

热点一：患者来源的个性化模型

2025年发表在Nature Communications上的一项研究发现，儿科溃疡性结肠炎患者的结肠类器官表现出高代谢特征和脂质代谢异常，其中PPAR-α通路被过度激活——抑制这一通路可以减少脂质积累、降低炎症因子分泌。这意味着，基于患者活检组织培养的类器官，可以直接反映个体化的病理特征，为精准治疗提供依据。

热点二：干细胞“炎症记忆”的发现

炎症平息后，IBD为何容易复发？2025年一项重要研究揭示：人类肠道干细胞可以保留基于染色质重塑的“炎症记忆”——即使脱离免疫环境，这些细胞在再次受到炎症刺激时会产生更强的反应。这一发现为理解IBD的复发机制提供了全新视角。