大肠（结肠）上皮细胞的核心使命是“脱水、储存和屏障"——它们负责回收水分和电解质，形成并储存粪便，同时也是肠道菌群与宿主免疫系统交互的前沿

. 肠道屏障功能与“肠漏"研究

大肠上皮是机体与肠道菌群之间最大的物理界面，其屏障功能完整性是维持免疫稳态的基石。

• 体外屏障模型：

• T84细胞系（金标准）：人结肠癌细胞系，可在Transwell上形成高电阻极化单层（TEER > 1000 Ω·cm²），是研究屏障功能和离子转运经典的模型。

• 结肠类器官（正常生理模型）：由Lgr5⁺干细胞在Matrigel中构建，包含所有细胞亚型（吸收细胞、杯状细胞、潘氏细胞、内分泌细胞），最能模拟正常结肠上皮的屏障功能。

• 核心评价方法：

• 跨上皮电阻（TEER） ：实时监测屏障完整性动态变化。

• FITC-葡聚糖（4 kDa或70 kDa）通透性实验。

• 紧密连接蛋白：ZO-1、Occludin、Claudin家族（免疫荧光/Western Blot）。

• 损伤因素研究：TNF-α+IFN-γ（炎症因子）、LPS（内毒素）、艰难梭菌毒素A/B、非甾体抗炎药（NSAIDs）、酒精/乙醛、乳化剂（聚山梨酯80、羧甲基纤维素） 如何破坏屏障。

• 保护因素筛选：丁酸（短链脂肪酸）、益生菌上清液、多酚类化合物（槲皮素、白藜芦醇） 对屏障损伤的修复作用。

2. 炎症性肠病（IBD）机制与抗炎药物筛选

IBD（溃疡性结肠炎UC和克罗恩病CD）的核心病理是大肠上皮屏障功能受损和持续性炎症。

• 炎症刺激模型：用TNF-α、IFN-γ、IL-17A、IL-22或LPS刺激结肠上皮细胞（T84、Caco-2或结肠类器官）。

• 检测指标：

• 炎症因子分泌：IL-6、IL-8（CXCL8）、CCL20（MIP-3α）、TSLP的ELISA/qPCR。

• 信号通路：NF-κB磷酸化、STAT3磷酸化、MAPK通路（p38/ERK/JNK）激活。

• 细胞命运：细胞凋亡（Caspase-3活性、Annexin V）、坏死性凋亡（necroptosis，p-MLKL）、自噬（LC3B）。

• IBD类器官疾病模型：从IBD患者结肠活检组织中建立类器官，研究患者特异性屏障缺陷、炎症反应差异和对生物制剂（抗TNF-α单抗、抗IL-12/23单抗）的个体化反应。

• 抗炎药效评价：测试JAK抑制剂（托法替布）、PDE4抑制剂、S1P受体调节剂、糖皮质激素等对结肠上皮细胞炎症应答的抑制效果。

3. 结直肠癌（CRC）发生、进展与精准医疗

大肠上皮细胞的恶性转化是CRC发生的直接源头，其“腺瘤-癌"序列（APC→KRAS→TP53→SMAD4突变累积）是研究肿瘤逐步演进经典的模型。

（1）正常→癌变的“阶梯式"转化模型

• 基因驱动模型：在正常人结肠类器官中，通过CRISPR-Cas9逐级引入APC、KRAS（G12D）、TP53（R248H）、SMAD4等驱动突变，构建“正常→腺瘤→癌"的阶梯式类器官模型。

• 体外表型标志：接触抑制丧失（汇合后继续增殖）、锚定非依赖生长（软琼脂克隆形成）、Wnt信号通路自主激活（不需要外源Wnt/R-spondin）。

（2）CRC类器官药敏检测（精准医疗）

• 患者来源的肿瘤类器官（PDO，Patient-Derived Organoid）：从CRC患者手术或活检组织建立肿瘤类器官，进行离体药物敏感性测试。

• 药物覆盖：5-FU、奥沙利铂、伊立替康（经典化疗）；西妥昔单抗/帕尼单抗（EGFR单抗，检测RAS/BRAF突变状态指导用药）；维莫非尼（BRAF V600E突变）；瑞戈非尼/呋喹替尼（多激酶抑制剂）。

• 预测价值：多项研究表明，PDO药敏结果与患者临床疗效有很高的一致性（>85%） ，已逐步进入临床辅助决策。

• 正常对照：同时建立患者正常结肠类器官作为对照，区分肿瘤特异性敏感性与个体基线毒性。

（3）耐药机制研究

• 共培养模型：将CRC类器官与肿瘤相关成纤维细胞（CAFs） 或免疫细胞共培养，研究微环境诱导的耐药（如CAF分泌HGF激活c-MET通路导致EGFR抑制剂耐药）。

• 原发 vs. 继发耐药：利用类器官模型研究化疗/靶向治疗前后耐药谱的变化。

（4）CRC常用细胞系（作为替代工具