用组织工程方法建立人哮喘气道模型

哮喘是一种疾病，在这种疾病中，传导的气道收缩太多，太容易，既可以是自发的，也可以是暴露在广泛的刺激下。全球哮喘患病率一直在上升，目前英国有510万人受影响。它导致了1500例可避免的死亡、2000万个工作日的损失和每年25亿英镑的症状。尽管有管理指南，但目前的治疗未能控制超过一半哮喘患者的症状。在制药工业中，对药物的使用有很高的依赖性在活的有机体内变应性气道炎症动物模型，以确定哮喘治疗干预的新靶点。然而，这些研究只取得了有限的成功，可能是因为老鼠的肺结构和呼吸机制与人类明显不同，最重要的是，老鼠不会自发地患上哮喘。因此，虽然提供了对特定过敏途径的深入了解，但这些机制未能解决局部组织的易感性，这可以解释为什么大约40-50%的人口是特应性的，而只有5-10%的人会患哮喘。由于动物实验未能重现构成人类哮喘的基因和环境刺激之间复杂的相互作用，我们开发了基于组织的人类疾病在体外哮喘模型，侧重于气道上皮。作为环境屏障，这种结构密切参与与免疫系统细胞的通信，有可能翻译对哮喘发展至关重要的粘膜基因-环境相互作用。我们的模型已经确定了哮喘上皮中的关键病变，如鼻病毒感染反应中干扰素产生的缺乏，这可能有助于解释病毒诱导的哮喘加重。然而，目前这些模型是相对简单的、低通量的系统，不仅受到组织可用性的限制，还受到持续监测细胞行为的非破坏性和非侵入性工具的缺乏的限制。因此，我们设计了更复杂的细胞模型和传感器技术平台，以实现哮喘中上皮屏障功能的交互式监测。我们的模型结合了支气管上皮细胞和树突状细胞，树突状细胞作为免疫系统的哨兵，连接先天免疫和适应性免疫。通过将组织工程与阻抗监测系统和微流体相结合，我们预计将有可能开发出可以自动化和优化的药物筛选平台。这些模型有可能成为确定疾病靶点、评估对新疗法的反应和评估潜在毒性的首选系统，从而减少未来对动物实验的需要。这种组织工程方法将适用于其他疾病，如吸烟相关的慢性阻塞性肺病。

• 2011年研究综述:哮喘气道通路的组织工程模型
• 进一步资助:NC3Rs战略拨款，用于监测哮喘患者粘膜免疫的组织工程构建，2011年1月，499,713英镑
• 进一步资助:NC3Rs战略资助，利用果蝇模型探索哮喘易感基因功能，2015年4月，£89116