Human Colon-on-a-Chip Enables Continuous In Vitro Analysis of Colon Mucus Layer Accumulation and Physiology
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND & AIMS: The mucus layer in the human colon protects against commensal bacteria and pathogens, and defects in its unique bilayered structure contribute to intestinal disorders, such as ulcerative colitis. However, our understanding of colon physiology is limited by the lack of in vitro models that replicate human colonic mucus layer structure and function. Here, we investigated if combining organ-on-a-chip and organoid technologies can be leveraged to develop a human-relevant in vitro model of colon mucus physiology. METHODS: A human colon-on-a-chip (Colon Chip) microfluidic device lined by primary patient-derived colonic epithelial cells was used to recapitulate mucus bilayer formation, and to visualize mucus accumulation in living cultures noninvasively. RESULTS: The Colon Chip supports spontaneous goblet cell differentiation and accumulation of a mucus bilayer with impenetrable and penetrable layers, and a thickness similar to that observed in the human colon, while maintaining a subpopulation of proliferative epithelial cells. Live imaging of the mucus layer formation on-chip showed that stimulation of the colonic epithelium with prostaglandin E2, which is increased during inflammation, causes rapid mucus volume expansion via an Na-K-Cl cotransporter 1 ion channel-dependent increase in its hydration state, but no increase in de novo mucus secretion. CONCLUSIONS: This study shows the production of colonic mucus with a physiologically relevant bilayer structure in vitro, which can be analyzed in real time noninvasively. The Colon Chip may offer a new preclinical tool to analyze the role of mucus in human intestinal homeostasis as well as diseases, such as ulcerative colitis and cancer.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».