细胞系与人组织类器官分别构建肠–肝芯片
肠道分泌物经门静脉进入肝脏，可能影响肝细胞分化和药物代谢。中国研究团队在 Advanced Science 采用 2 种材料构建肠–肝芯片：Caco-2 与 HepaRG 细胞系，以及人十二指肠来源肠类器官与非肿瘤肝组织来源肝祖细胞类器官。
装置由 3 层聚二甲基硅氧烷（PDMS）组成，肠培养区含隐窝和绒毛相关形状，肝培养区以微柱分隔细胞与流动培养液，两个器官区通过通道连通。研究使用 1 μL/min 灌流，并设置单培养、静态 Transwell 共培养和芯片共培养参照。
肠类器官来自十二指肠隐窝，肝类器官来自分选后的肝祖细胞，均在 Matrigel 中扩增。芯片上先建立肠屏障，再加入肝祖细胞类器官并分阶段调整培养液；相应单培养组使用相同培养液和流速。
共培养增加代谢产物并改善部分肝功能
团队分别加入 50 μM 右美沙芬、睾酮和非那西丁，每 24 小时收集上清，以液相色谱–串联质谱测量相应产物。分析时扣除肠细胞单培养产生的代谢物，比较肝细胞单培养与肠–肝共培养。
共培养下，代表细胞色素 P450（CYP）中 CYP2D6、CYP3A4 和 CYP1A2 活性的产物增加，人源类器官体系中的差别更明显。白蛋白和 α1 抗胰蛋白酶分泌也增加；类器官组的尿素生成约为单培养的 1.8 倍，HepaRG 细胞系组的尿素变化未达到显著性。主要功能图每组标 3 个重复，论文统计方法说明数据来自至少 3 次独立实验。
研究另外以免疫测定量化 CYP3A4 蛋白含量。蛋白含量与底物转化是 2 类具体测量，共培养的代谢能力结论主要来自产物检测；原研究先以含 2% 牛血清白蛋白（BSA）的培养液预处理 PDMS，以减少药物吸附。
外泌体干预促进肝祖细胞分化
研究分离并表征肠上皮来源外泌体，即细胞释放的膜性小囊泡，再将其持续输送至芯片。Caco-2 来源外泌体使用 5 μg/mL，人肠类器官来源使用 10 μg/mL。加入外泌体后，肝细胞标志、白蛋白和 α1 抗胰蛋白酶分泌增强，肝类器官的尿素生成和糖原积累也增加。
抑制肠细胞外泌体释放后，共培养中的促分化效应减弱。团队继续测试 miR-371–373 簇中的 3 种微小 RNA，以模拟物和抑制物检验肝细胞标志变化，再用双荧光素酶及 RPS6KA2 下调、上调和再下调实验，支持这一靶点参与调节分化。
部分机制实验在 HepaRG 细胞或 Transwell 模型中完成，芯片和人源类器官用于检验共培养与外泌体响应。下游 RPS6KA2、CREB2 与 HNF4A 之间的完整作用链，仍包含作者提出的机制解释。
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小鼠实验提供另外的治疗证据
团队另在四氯化碳诱导肝纤维化的小鼠中，从建模第 4 周开始每周静脉注射 40 μg 人肠类器官来源外泌体。处理 2 或 5 周后，纤维化面积和部分血清肝损伤指标下降。