上皮細(xì)胞在我們體內(nèi)的許多中空器官中排列。單層上皮由緊密堆積的單個(gè)上皮細(xì)胞組成，這些上皮細(xì)胞通過(guò)稱為緊密連接的蛋白質(zhì)復(fù)合物相互連接。上皮細(xì)胞是外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境之間的障礙。這可能是氣道上皮，保護(hù)身體免受空氣傳播的病原體侵害，也可能是腸上皮，保護(hù)身體抵抗腸道中的機(jī)會(huì)性微生物。上皮屏障功能是通過(guò)限制分子之間以及通過(guò)上皮細(xì)胞從器官腔進(jìn)入血液的運(yùn)輸和流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)上皮層的運(yùn)輸可以通過(guò)以下兩種過(guò)程之一進(jìn)行：

上皮細(xì)胞通常被稱為“極化的”，這意味著它們具有截然不同的膜區(qū)室，頂端和基底外側(cè)。頂膜面對(duì)內(nèi)腔，是細(xì)胞的“頂部”，而基底外側(cè)膜面對(duì)內(nèi)部環(huán)境，并包圍細(xì)胞的側(cè)面和“底部”。上皮細(xì)胞的基底外側(cè)和頂膜通過(guò)緊密連接的存在而被分開(kāi)和維持，并且經(jīng)常表達(dá)不同的跨膜蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

上皮細(xì)胞在塑料上生長(zhǎng)時(shí)通常不會(huì)極化，因此研究人員使用特殊的滲透培養(yǎng)插入，允許培養(yǎng)基接觸根尖和基底外側(cè)的細(xì)胞。這模擬了體內(nèi)的環(huán)境，刺激細(xì)胞分化和極化。極化和上皮“緊密性”是通過(guò)測(cè)量跨上皮電電阻來(lái)評(píng)估的，后者測(cè)量上皮單層的電阻；更緊密的上皮將具有更大的電阻。

為了研究氣道上皮，科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)門(mén)的極化培養(yǎng)系統(tǒng)，其中細(xì)胞在氣液界面中生長(zhǎng)以模仿氣道。為了使用氣液界面，氣道上皮細(xì)胞生長(zhǎng)在可滲透的插入物上，僅在培養(yǎng)皿的基底外側(cè)添加培養(yǎng)基，使細(xì)胞的頂表面與空氣接觸。多項(xiàng)研究報(bào)告了Lifeline?氣道上皮細(xì)胞的使用氣液界面中的細(xì)胞研究呼吸道病毒感染。Hauser等人在2013年的一項(xiàng)研究中使用了在氣液界面生長(zhǎng)的Lifeline?人支氣管/氣管上皮細(xì)胞。證明與人呼吸道上皮相比，豬呼吸道上皮細(xì)胞的抗病毒反應(yīng)降低。他們得出結(jié)論，這可能有助于解釋來(lái)自多種來(lái)源（如禽或人）的流感病毒在豬中重組的能力增強(qiáng)。

此外，之前的研究，使用在氣液界面生長(zhǎng)的Lifeline?人氣管/支氣管上皮細(xì)胞來(lái)分離，繁殖，測(cè)序和分類(lèi)患者冠狀病毒樣本。最后，使用了通過(guò)氣液界面生長(zhǎng)的Lifeline?人氣管/支氣管上皮細(xì)胞來(lái)鑒定人β冠狀病毒HKU1的突突（S）蛋白中的受體結(jié)合域。病毒與其宿主細(xì)胞結(jié)合，開(kāi)始感染。這些報(bào)告清楚地表明，在氣液界面中培養(yǎng)的Lifeline?支氣管/氣管細(xì)胞提供了出色的人氣道體外模型。

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