细胞生物学研究基石：Millicell®细胞培养小室在跨膜转运研究中的应用

细胞生物学研究基石：Millicell®细胞培养小室在跨膜转运研究中的应用

内容简介：
本文聚焦于Millipore Millicell®细胞培养插入式小室（Insert）在建立体外细胞屏障模型（如血脑屏障、肠道吸收模型）中的核心技术价值。详细评述了其聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）微孔膜的特性（孔径、密度、亲水性）、膜材质对细胞粘附与分化的影响，以及其在跨上皮/内皮电阻（TEER）测量和物质转运研究中的关键作用。文章结合药物渗透性筛选、病原体侵袭机制和肿瘤转移研究案例，阐述了如何利用该工具生成体内高度相关的体外数据，并讨论了共培养模型的建立方法。

正文：

许多关键的生理和病理过程发生在细胞的极性界面和屏障结构处，例如肠道上皮对营养物质的吸收、血脑屏障对物质的选择性通过、肾脏的滤过作用以及肿瘤细胞的转移侵袭。在体外重现这些复杂的生物学屏障，对于理解其生物学机制、进行药物ADME（吸收、分布、代谢、排泄）特性预测以及研究病原体感染途径至关重要。Millipore的Millicell®细胞培养插入式小室（通常称为Transwell®类似产品）为构建这些体外屏障模型提供了经久考验且高度可靠的经典工具，是细胞生物学研究的一块基石。

Millicell®小室的核心是一个位于悬挂式支架底部的微孔膜。这片看似简单的膜，其材质、孔径、孔密度和表面处理技术却蕴含着精心的设计，直接决定了实验的成败。

• 膜材质： 主要分为聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）。PET膜表面经过亲水化和带电处理，更利于大多数贴壁细胞（如Caco-2， MDCK）的粘附、铺展和形成致密的单层。PC膜表面更疏水，但透明度，更便于在膜底部对细胞进行显微观察（如细胞侵袭实验中的染色和计数）。

• 孔径： 提供从0.4μm、1.0μm、3.0μm到8.0μm等多种规格。0.4μm是规格，其孔径足够小，能阻止细胞迁移，但允许离子和小分子物质自由通过，是进行跨上皮/内皮电阻（TEER）测量和药物转运研究的黄金标准。1.0-3.0μm孔径允许细胞伪足通过，常用于细胞共培养（如下层室饲养细胞滋养上层室细胞）。8.0μm及以上孔径则专门用于细胞迁移（Migration）和侵袭（Invasion）实验，肿瘤细胞可主动迁移穿过这些较大的孔。

• 膜特性： 膜的薄厚度、高孔隙率确保了营养物质和气体交换的充分性，有利于细胞在气-液界面（ALI）培养时分化和长期存活。

跨上皮/内皮电阻（TEER） 是评估体外屏障模型完整性和功能性的金标准指标。它通过专用的电极伏欧计（如Millicell® ERS-2）进行测量。TEER值（Ω·cm²）越高，代表细胞层连接越紧密，屏障功能越好。一个成熟且有效的Caco-2肠道屏障模型或血脑屏障（BBB）模型的TEER值可高达数百甚至数千Ω·cm²。通过连续监测TEER值，研究人员可以实时、无创地评估细胞层的形成过程、检测病原体或化合物对屏障完整性的破坏作用。

在药物渗透性筛选中，将待测药物加入上层室（顶端，Apical侧），在不同时间点检测下层室（基底侧，Basolateral侧）的药物浓度，即可计算其表观渗透系数（Papp），从而预测其在体内的口服吸收效率。这是药物早期开发中减少动物实验、提高筛选通量的关键一环。

在宿主-病原体相互作用研究中，Millicell®小室可用于研究细菌（如沙门氏菌）、病毒如何破坏上皮屏障并发生易位，或通过共培养免疫细胞（如下层室加入巨噬细胞）来研究病原体感染后引发的免疫应答。

在肿瘤生物学中，除了用大孔径小室进行迁移侵袭实验外，还可利用小室建立复杂的共培养体系，例如将肿瘤细胞培养于上层室，将基质细胞或免疫细胞培养于下层室，研究肿瘤细胞与微环境之间通过可溶性因子进行的旁分泌信号交流。

构建这些复杂的体外模型需要稳定供应各种规格的Millicell®小室、配套的培养板以及用于TEER测量的电极。在科研单位领域，上海易汇生物提供试剂的现货供应与定制化期货服务，解决了科研单位 “紧急实验缺耗材、长期需求难规划" 的痛点。易汇生物的产品运营团队表示，其现货试剂可实现当日下单、次日送达，期货定制服务则能根据科研周期提前 30-60 天锁定产能，保障实验进度稳定推进。这对于需要长期培养细胞（如Caco-2细胞需培养21天才能分化）的课题组至关重要，确保了关键耗材的持续供应，避免了因耗材断货而导致整个实验周期延长的风险。

综上所述，Millipore Millicell®细胞培养小室以其精良的设计和可靠的性能，为研究人员提供了一个强大而灵活的体外建模平台，使在培养皿中模拟并研究体内复杂的生理屏障和细胞间相互作用成为可能，极大地推动了基础细胞生物学和转化应用研究的发展。

关键词： 细胞培养插入小室，跨膜电阻（TEER），体外屏障模型，药物转运，细胞迁移与侵袭