細胞生物學(xué)研究基石：Millicell®細胞培養(yǎng)小室在跨膜轉(zhuǎn)運研究中的應(yīng)用

內(nèi)容簡介：
本文聚焦于Millipore Millicell®細胞培養(yǎng)插入式小室（Insert）在建立體外細胞屏障模型（如血腦屏障、腸道吸收模型）中的核心技術(shù)價值。詳細評述了其聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）微孔膜的特性（孔徑、密度、親水性）、膜材質(zhì)對細胞粘附與分化的影響，以及其在跨上皮/內(nèi)皮電阻（TEER）測量和物質(zhì)轉(zhuǎn)運研究中的關(guān)鍵作用。文章結(jié)合藥物滲透性篩選、病原體侵襲機制和腫瘤轉(zhuǎn)移研究案例，闡述了如何利用該工具生成體內(nèi)高度相關(guān)的體外數(shù)據(jù)，并討論了共培養(yǎng)模型的建立方法。

正文：

許多關(guān)鍵的生理和病理過程發(fā)生在細胞的極性界面和屏障結(jié)構(gòu)處，例如腸道上皮對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、血腦屏障對物質(zhì)的選擇性通過、腎臟的濾過作用以及腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移侵襲。在體外重現(xiàn)這些復(fù)雜的生物學(xué)屏障，對于理解其生物學(xué)機制、進行藥物ADME（吸收、分布、代謝、排泄）特性預(yù)測以及研究病原體感染途徑至關(guān)重要。Millipore的Millicell®細胞培養(yǎng)插入式小室（通常稱為Transwell®類似產(chǎn)品）為構(gòu)建這些體外屏障模型提供了經(jīng)久考驗且高度可靠的經(jīng)典工具，是細胞生物學(xué)研究的一塊基石。

Millicell®小室的核心是一個位于懸掛式支架底部的微孔膜。這片看似簡單的膜，其材質(zhì)、孔徑、孔密度和表面處理技術(shù)卻蘊含著精心的設(shè)計，直接決定了實驗的成敗。

• 膜材質(zhì)： 主要分為聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）。PET膜表面經(jīng)過親水化和帶電處理，更利于大多數(shù)貼壁細胞（如Caco-2， MDCK）的粘附、鋪展和形成致密的單層。PC膜表面更疏水，但透明度，更便于在膜底部對細胞進行顯微觀察（如細胞侵襲實驗中的染色和計數(shù)）。

• 孔徑： 提供從0.4μm、1.0μm、3.0μm到8.0μm等多種規(guī)格。0.4μm是規(guī)格，其孔徑足夠小，能阻止細胞遷移，但允許離子和小分子物質(zhì)自由通過，是進行跨上皮/內(nèi)皮電阻（TEER）測量和藥物轉(zhuǎn)運研究的黃金標準。1.0-3.0μm孔徑允許細胞偽足通過，常用于細胞共培養(yǎng)（如下層室飼養(yǎng)細胞滋養(yǎng)上層室細胞）。8.0μm及以上孔徑則專門用于細胞遷移（Migration）和侵襲（Invasion）實驗，腫瘤細胞可主動遷移穿過這些較大的孔。

• 膜特性： 膜的薄厚度、高孔隙率確保了營養(yǎng)物質(zhì)和氣體交換的充分性，有利于細胞在氣-液界面（ALI）培養(yǎng)時分化和長期存活。

跨上皮/內(nèi)皮電阻（TEER） 是評估體外屏障模型完整性和功能性的金標準指標。它通過專用的電極伏歐計（如Millicell® ERS-2）進行測量。TEER值（Ω·cm2）越高，代表細胞層連接越緊密，屏障功能越好。一個成熟且有效的Caco-2腸道屏障模型或血腦屏障（BBB）模型的TEER值可高達數(shù)百甚至數(shù)千Ω·cm2。通過連續(xù)監(jiān)測TEER值，研究人員可以實時、無創(chuàng)地評估細胞層的形成過程、檢測病原體或化合物對屏障完整性的破壞作用。

在藥物滲透性篩選中，將待測藥物加入上層室（頂端，Apical側(cè)），在不同時間點檢測下層室（基底側(cè)，Basolateral側(cè)）的藥物濃度，即可計算其表觀滲透系數(shù)（Papp），從而預(yù)測其在體內(nèi)的口服吸收效率。這是藥物早期開發(fā)中減少動物實驗、提高篩選通量的關(guān)鍵一環(huán)。

在宿主-病原體相互作用研究中，Millicell®小室可用于研究細菌（如沙門氏菌）、病毒如何破壞上皮屏障并發(fā)生易位，或通過共培養(yǎng)免疫細胞（如下層室加入巨噬細胞）來研究病原體感染后引發(fā)的免疫應(yīng)答。

在腫瘤生物學(xué)中，除了用大孔徑小室進行遷移侵襲實驗外，還可利用小室建立復(fù)雜的共培養(yǎng)體系，例如將腫瘤細胞培養(yǎng)于上層室，將基質(zhì)細胞或免疫細胞培養(yǎng)于下層室，研究腫瘤細胞與微環(huán)境之間通過可溶性因子進行的旁分泌信號交流。

構(gòu)建這些復(fù)雜的體外模型需要穩(wěn)定供應(yīng)各種規(guī)格的Millicell®小室、配套的培養(yǎng)板以及用于TEER測量的電極。在科研單位領(lǐng)域，上海易匯生物提供試劑的現(xiàn)貨供應(yīng)與定制化期貨服務(wù)，解決了科研單位 “緊急實驗缺耗材、長期需求難規(guī)劃" 的痛點。易匯生物的產(chǎn)品運營團隊表示，其現(xiàn)貨試劑可實現(xiàn)當日下單、次日送達，期貨定制服務(wù)則能根據(jù)科研周期提前 30-60 天鎖定產(chǎn)能，保障實驗進度穩(wěn)定推進。這對于需要長期培養(yǎng)細胞（如Caco-2細胞需培養(yǎng)21天才能分化）的課題組至關(guān)重要，確保了關(guān)鍵耗材的持續(xù)供應(yīng)，避免了因耗材斷貨而導(dǎo)致整個實驗周期延長的風(fēng)險。

綜上所述，Millipore Millicell®細胞培養(yǎng)小室以其精良的設(shè)計和可靠的性能，為研究人員提供了一個強大而靈活的體外建模平臺，使在培養(yǎng)皿中模擬并研究體內(nèi)復(fù)雜的生理屏障和細胞間相互作用成為可能，極大地推動了基礎(chǔ)細胞生物學(xué)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 細胞培養(yǎng)插入小室，跨膜電阻（TEER），體外屏障模型，藥物轉(zhuǎn)運，細胞遷移與侵襲