两类细胞经循环培养液相互联系
药物对脂肪性肝病模型的反应,可能受到其他代谢组织影响。美国团队在 Scientific Reports 报道一种脂肪—肝双腔芯片,将原代人肝细胞与分化后的脂肪细胞分开放置,通过往复流动的培养液连接。
肝模块使用商业原代人肝细胞,脂肪模块来自原代心脏前脂肪细胞。两类细胞各自铺在 15 mm 玻片上,进入不同腔室;摇动平台以重力驱动循环,培养液不含血清。
研究以葡萄糖、胰岛素、脂肪酸和 TNF-α 的不同组合构成健康及疾病相关条件,连续比较 14 天。油红 O 成像量化肝脂滴面积,同时检测 CYP3A4 活性和脂肪细胞分泌因子。
炎症条件的影响随组织连接而变化
单独培养的肝细胞中,TNF-α 没有显著增加脂滴;连接脂肪细胞后,同类炎症条件可增加肝脂滴积累。脂质加入也会改变这一反应。
脂肪细胞在炎症条件下脂滴变小、脂联素分泌下降;瘦素分泌没有显著增加。肝模块在炎症及炎症/高脂组合中,按活力归一化后的 CYP3A4 活性降低。
30 μM 与 1 mM 的二甲双胍结果不同
第一组药物条件使用 30 μM 二甲双胍,作者依据文献选取接近预期血浆峰浓度的浓度。处理 14 天后,所测糖尿病相关培养组合中,肝脂滴积累没有显著下降。
团队随后改用 1 mM,并把处理缩短为 7 天。高脂及高脂/炎症组合中,脂滴积累分别降至对应未处理组的约 82% 和 82.1%。
高于 1 mM 的条件出现肝细胞毒性,1 mM 延长至 14 天前也可见细胞死亡。高浓度、较短处理下的脂滴下降,与 30 μM、14 天处理的阴性结果,以及延长高浓度处理后的毒性,分别报告。

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脂滴面积与代谢功能同时检测
药效评价的主要终点是油红 O 阳性脂滴面积;CYP3A4、活力及分泌指标提供额外功能信息。各玻片至少取 3 个视野后平均,药物比较使用独立玻片作为样本。
模型仍采用二维细胞层,未包含完整肝脏结构及全部非实质细胞。作者提出后续可加入肝窦内皮细胞,并比较不同流动条件对药物反应的影响。