用同一 iPSC 系连接脂肪、肝脏与免疫细胞
脂肪组织炎症与肝脏脂质积累常同时出现。加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）与旧金山分校（University of California, San Francisco）团队在 Nature Communications 报道一种人源微生理系统，将脂肪细胞与肝细胞放在相连区室中，研究脂肪组织炎症对肝细胞代谢的影响。
团队采用同一诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell，iPSC）系，分别获得脂肪细胞、肝细胞和巨噬细胞。各组织先在独立区室建立，再通过流动培养液连接。使用相同遗传背景，有助于把观察重点放在组织组成和处理条件上。
灌流条件下，肝细胞可连续分泌白蛋白和尿素，并对胰岛素及胰高血糖素产生葡萄糖代谢反应。研究先确认这些基础功能，再加入脂肪组织和免疫细胞，追踪连接前后的变化。
脂肪组织炎症使肝细胞的胰岛素反应减弱
团队首先比较脂肪与肝细胞的数量比例。无炎症条件下，只有脂肪细胞相对肝细胞达到 30:1 的高比例时，肝细胞才出现明显的胰岛素抵抗；常规较低比例没有产生同样变化。
随后，团队以 1:10 的比例把促炎型 M1 巨噬细胞加入脂肪区室，培养 24 小时，再以脂肪细胞与肝细胞 5:1 的比例连接两者。经过 48 小时共培养，脂肪细胞释放更多游离脂肪酸，肝细胞出现脂质积累，胰岛素抑制葡萄糖生成的作用减弱。
未采用促炎处理的巨噬细胞对照没有产生相同结果。进一步的组织分区比较表明，脂肪区室的炎症和脂解变化可影响肝细胞，研究由此获得一个用于药物比较的多组织代谢异常模型。
3 种药物对脂质积累与胰岛素反应的影响不同
团队在连接模型中分别测试二甲双胍、罗格列酮和地塞米松。48 小时后，三种处理均减少肝细胞脂质积累，并降低部分脂肪组织炎症指标。二甲双胍与罗格列酮还恢复了脂肪细胞的葡萄糖摄取及肝细胞的胰岛素反应，地塞米松未表现出相同改善。
这一比较同时保留了脂质、炎症与代谢功能三个层面的结果。三种药物对肝脂质的影响接近，功能检测却能进一步区分它们对胰岛素反应的作用。实验中的二甲双胍浓度为 10 mM，罗格列酮为 1 μM，地塞米松为 0.5 μM；这些结果对应本次体外设置。
司美格鲁肽改变脂肪区室，肝细胞随后响应
研究接着加入 1 μM 司美格鲁肽，观察 48 小时。药物使脂肪细胞脂解增强，连接培养液中的游离脂肪酸增加，同时降低肝细胞脂质积累。培养液中的脂联素增加，促炎因子 TNF-α 明显下降，脂肪细胞葡萄糖摄取和肝细胞胰岛素反应也得到改善。
为判断肝脏变化从哪个组织开始，团队将药物分别加入脂肪区室或肝区室。在药物先作用于脂肪细胞的安排下，肝细胞仍能出现相应代谢改善；仅向肝细胞加药未获得相同效果。配套的受体表达及阻断实验也支持脂肪组织在这次反应中的作用。
研究结合脂质染色、游离脂肪酸和细胞因子测量，以及基因表达、葡萄糖代谢检测，比较同一药物在不同指标上的影响。
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药物比较建立在单一遗传背景的短期模型上
本研究的各类细胞来自 1 个 iPSC 系，重复实验对应独立培养和检测。模型纳入脂肪细胞、肝细胞和巨噬细胞，尚未涵盖肝脏全部细胞类型。
其主要价值在于用可拆分的组织区室比较药物作用路径，并保留肝脂质下降、脂肪酸释放和胰岛素反应之间的具体差异。药物测试持续 48 小时，研究所得结论集中于这一人源体外系统中的代谢反应。