该团队由哈佛医学院、波士顿儿童医院、哈佛大学威斯生物启发工程研究所和加州大学戴维斯分校的研究人员领导，他们利用微流体技术建立了宫颈模型，捕捉不同宫颈细胞类型之间复杂的相互作用。

科学家计划将该模型与他们早期的阴道结合，开发和测试细菌性阴道病和其他影响女性生殖道的疾病的治疗方法。

“我们创建的这个平台现在可以帮助研究人员找到女性健康领域长期存在的更多问题的答案，”本文资深作者唐纳德·英格伯(DonaldIngber)说道。英格伯是怀斯研究所的创始主任、波士顿儿童医院的HMSJudahFolkman血管生物学教授以及哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的仿生工程学教授。

该团队在《自然通讯》上发表的一项研究中描述了该模型。

器官的潜力

长期以来，科学家一直对创建器官的想法很感兴趣。器官由在微流控上生长的微型组织组成，可以模拟人体器官的结构和功能。这种模型可以实现无法在人体器官或其他实验室环境中进行的测试，并可能减少对动物模型的需求——使其成为推进研究和加速药物开发的宝贵工具。

Ingber及其团队对开发适用于不同女性生殖器官的器官很感兴趣。他们希望此类模型能够弥补历史上女性生殖健康研究的匮乏，这种研究导致人们对女性生殖道常见疾病的了解不足。

具体来说，他们希望利用他们的模型来研究细菌性阴道病，这是一种由阴道和宫颈细菌失衡引起的感染，影响着全世界超过25%的育龄妇女。

如果不及时治疗，细菌性阴道病会引起严重不适以及并发症，例如增加性传播感染的风险、流产和早产的发生率、盆腔炎和不孕症。然而，目前的治疗方法仅限于抗生素，而抗生素往往无法杀死入侵的细菌，导致超过60%的女性复发。

2022年，Ingber及其同事开发了一种阴道，可以复制阴道的许多生理特征，包括其微生物群落(称为微生物组)。此后，他们使用该模型研究阴道如何受到不同菌株的影响，包括那些导致细菌性阴道病的菌株。宫颈以这项工作为基础。

宫颈模型的工作原理

新模型由人类宫颈中的两种主要细胞类型组成：上皮细胞(构成器官内壁组织)和成纤维细胞(产生胶原蛋白等关键结构和结缔蛋白的细胞)。

研究人员将这些细胞类型的各层结合在一起，复制出宫颈壁，并将其分化为上宫颈管和下宫颈管。

他们还复制了宫颈粘液的产生，包括粘膜特征如何响应性激素而发生变化。

研究团队报告称，宫颈的观察结果与人类患者的观察结果一致，该模型为生物学打开了新的窗口。

“我们设计的宫颈模型及其分析的广度和深度为研究设立了新标准，与现有的临床观察结果非常一致，同时也首次提供了有关宫颈功能和脆弱性的新见解，”第一作者、波士顿儿童医院HMS外科讲师ZohrehIzadifar说道。

为了测试他们的模型，研究人员将其暴露于健康和不健康的宫颈细菌中。他们发现，健康细菌增加了粘液层的厚度并改善了粘液层的质量，并使上皮层保持完整。相反，不健康的细菌会损害上皮层的功能，并增加与发病过程(包括炎症)相关的蛋白质的产生。

英格伯希望宫颈可以与阴道一起使用，以评估细菌性阴道病的潜在治疗方法，甚至寻找影响女性生殖道的其他疾病的新治疗方法。