細胞生物學研究基石：Millicell®細胞培養小室在跨膜轉運研究中的應用

內容簡介：
本文聚焦于Millipore Millicell®細胞培養插入式小室（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）、膜材質對細胞粘附與分化的影響，以及其在跨上皮/內皮電阻（TEER）測量和物質轉運研究中的關鍵作用。文章結合藥物滲透性篩選、病原體侵襲機制和腫瘤轉移研究案例，闡述了如何利用該工具生成體內高度相關的體外數據，并討論了共培養模型的建立方法。

正文：

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

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、孔徑、孔密度和表面處理技術卻蘊含著精心的設計，直接決定了實驗的成敗。

• 膜材質： 主要分為聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）。PET膜表面經過親水化和帶電處理，更利于大多數貼壁細胞（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）。

• 孔徑： 提供從0.4μm、1.0μm、3.0μm到8.0μm等多種規格。0.4μm是規格，其孔徑足夠小，能阻止細胞遷移，但允許離子和小分子物質自由通過，是進行跨上皮/內皮電阻（TEER）測量和藥物轉運研究的黃金標準。1.0-3.0μm孔徑允許細胞偽足通過，常用于細胞共培養（如下層室飼養細胞滋養上層室細胞）。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物質和氣體交換的充分性，有利于細胞在氣-液界面（ALI）培養時分化和長期存活。

跨上皮/內皮電阻（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值可高達數百甚至數千Ω·cm2。通過連續監測TEER值，研究人員可以實時、無創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），在不同時間點檢測下層室（基底側，Basolateral側）的藥物濃度，即可計算其表觀滲透系數（Papp），從而預測其在體內的口服吸收效率。這是藥物早期開發中減少動物實驗、提高篩選通量的關鍵一環。

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生易位，或通過共培養免疫細胞（如下層室加入巨噬細胞）來研究病原體感染后引發的免疫應答。

在腫瘤生物學中，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雜的共培養體系，例如將腫瘤細胞培養于上層室，將基質細胞或免疫細胞培養于下層室，研究腫瘤細胞與微環境之間通過可溶性因子進行的旁分泌信號交流。

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

綜上所述，Millipore Millicell®細胞培養小室以其精良的設計和可靠的性能，為研究人員提供了一個強大而靈活的體外建模平臺，使在培養皿中模擬并研究體內復雜的生理屏障和細胞間相互作用成為可能，極大地推動了基礎細胞生物學和轉化應用研究的發展。

關鍵詞： 細胞培養插入小室，跨膜電阻（TEER），體外屏障模型，藥物轉運，細胞遷移與侵襲