麻省理工學院的研究者造出了一套人工腸道設備,今年即可開始探索微菌環境與帕金森氏病之間關聯的首輪實驗。

人體內的微菌環境由數以萬億計的細菌組成,而且每個人體內的微菌環境都是獨一無二的,就如同每個人的指紋。近年的研究中科學家發現越來越多微菌與人體健康之間有著各種奇妙的關係。比如,腸道微菌與大腦有著密切的聯繫,腸道微菌對帕金森氏病、抑鬱和大腸激躁症等都有很大的影響。

可是許多對大腦和微菌之間聯繫的研究都遭遇困難呈現停滯狀態,很大程度上因為沒有合適的腸道模擬環境進行研究和實驗。

主要研究者索森(Todd Thorsen)說,難點之一是對結腸(colon)的模擬。結腸內有100萬億個微菌,各自有不同的特點。比如有的微菌遇到氧氣即死亡,有的需要氧氣才能存活。此外腸道中還有各種軟硬不同的黏液作為微菌的生長環境。

研究者用透水矽膠、聚苯乙烯等成本廉價的材料製成一套由兩個單元構成的設備,分別模擬人體腸道氧氣和黏膜的漸變式環境。

模擬氧氣環境的單元由透氣塑料製成,有多個不同的進口,研究者可以控制不同的氧氣濃度;黏膜單元黏液從底部滲透入設備。兩個單元的幾何設計也借鑑人體內精確的環境。

設備設計方、來自「生化技術集團」(Biological and Chemical Technologies Group)的沃爾什(David Walsh)說:「最終的系統可以幫助我們解決實際問題」,比如檢測微菌環境對各種新出現的病原體的防禦能力。

今年,該研究組將和阿拉巴馬大學伯明翰分校(University of Alabama at Birmingham)、東北大學(Northeastern University)和加州大學三藩市分校(UCSF)合作,開始檢測微菌環境與帕金森氏病之間關聯的首輪實驗。

該研究組還將繼續改善人工腸道設備,正計劃製造一個中心空管、周圍還有模擬血管組織的結腸模擬設備,並研發配套的軟件,預測微菌環境隨時間的改變。◇