利用微流控芯片上的 iPSC 揭示呼吸系统疾病

诸如 COVID-19 之类的呼吸道感染已导致多起流行病，并给医疗保健系统带来了沉重的负担。此类病毒会对我们的肺部造成严重损害，尤其是近端区域（即气道）和远端区域（即肺泡）。

不同肺部区域对此类感染的反应各不相同且复杂，因此使用传统模型（如动物和简单的体外系统）准确复制它们是一项挑战。

为了解决这个问题，京都大学的一组研究人员开发了一种微生理系统（MPS），能够模拟人体肺部的不同区域。具体来说，他们的设备可以模拟气道和肺泡，以研究病毒病理。结合同源iPSC，该团队正在为更加个性化和精准的呼吸系统疾病治疗做准备。

该研究成果已发表在《自然生物医学工程》杂志上。

“我们的 iPSC 衍生肺芯片使我们能够模拟来自同基因来源的近端和远端肺区域对呼吸道病毒感染的不同反应，”主要作者、京都大学博士生 Sachin Yadav 说道。

该团队的研究为研究组织和病毒特异性疾病机制以及评估药物疗效提供了一个更精准的平台。此外，他们的方法对应对未来的流行病也具有重要意义。

研究团队负责人横川龙二 (Ryuji Yokokawa) 指出：“所获得的见解可用于开发其他人体器官和多器官系统的模型，从而促进器官相互作用的研究。”

高级研究员 Takeshi Noda 表示：“准确复制宿主对不同病毒和肺部区域的反应差异的能力可以显著增强我们对新出现的病毒的理解，并促进早期药物筛选。”

另一位高级团队成员 Shimpei Gotoh 补充道：“将 iPSC 整合到我们的 MPS 中具有无与伦比的优势，这些细胞可以提供个性化医疗和同基因模型等好处。”

该芯片系统的潜在应用范围不仅限于病毒感染，还可以通过使用患者特定的 iPSC 研究其他疾病来增强个性化医疗。

更多信息： 同源诱导多能干细胞衍生的气道和肺泡芯片模型揭示特异性先天免疫反应，《自然生物医学工程》 (2025)。DOI ：10.1038/s41551-025-01444-2