荷兰食品研究组织NIZO与特文特大学已建立战略伙伴关系，将商业化“肠脑轴芯片”（Gut-Brain Axis on Chip），这是一种模拟人体肠道与大脑通信的实验室设备。
NIZO将于下周在巴黎举行的2025年欧洲食品配料展（Fi Europe 2025）上展示该技术，为食品和营养公司提供一种无需动物或人体测试即可评估成分如何影响脑功能的方法。
该系统在微流控芯片内利用干细胞培养微型人体肠道和脑组织。它重现了包括迷走神经在内的生物通路，使肠道能够根据食物发送感觉和生化信号至大脑。
肠脑轴芯片示意图。来源：特文特大学
NIZO首席执行官尼古拉·弗莱斯表示：
“肠脑轴芯片标志着我们理解营养与脑健康关系的转折点。这是我们首次能够直接观察食物衍生成分如何影响认知发展和衰老。”
解决营养科学中的重大证据缺口
研究 increasingly 将营养与整个生命周期的脑健康联系起来，从早期发育到认知衰老。这种影响很大程度上被认为通过肠道微生物群介导，该微生物群与食物成分相互作用，并通过生化和神经通路与大脑通信。然而，由于营养素在消化过程中发生显著变化，受食物基质、加工条件和微生物活动影响，这些效应背后的机制仍不明确。
肠脑轴芯片旨在弥补这一缺口。该设备使研究人员能够追踪食物成分从摄入到对大脑影响的全过程，测量如髓鞘形成、神经发生和突触修剪等认知标记物。
其微流控设置精确控制组织环境，而mRNA谱分析和蛋白质分析等技术则提供了营养素如何影响神经发育、记忆和认知功能的可衡量证据。
成分评估的集成管道
NIZO已将特文特大学的肠脑轴芯片整合到其体外平台中，将该技术与其消化模型、微生物组专业知识和分析能力相结合，创建了一个追踪食物成分从肠道到大脑的统一管道。该系统使研究人员能够评估营养素和微生物群衍生化合物如何影响关键脑过程。
NIZO表示，这种综合方法提高了对食品如何影响脑健康的早期预测能力。早期验证研究已表明，该芯片可以检测到测试成分有意义的生物反应，为公司在推进到人体或动物研究之前提供可靠的早期筛选工具。
特文特大学教授、NIZO健康与消化高级科学家凯伦莎·布罗森博士补充道：
“能够绘制食物到大脑的路径，代表了我们科学家与NIZO专家五年来的卓越团队合作。我们共同构建了一个科学严谨、无需动物的平台，使肠脑连接可测量且可操作。”
合作伙伴表示，该技术为功能性食品、营养疗法和药物应用的下一代发展奠定了基础。潜在领域包括认知、脑衰老和早期生命脑发育的靶向调节。
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