在发育毒性模型中加入肝脏代谢
一些前药经过肝脏转化后才产生明显毒性，单独培养胚胎干细胞可能漏掉这种影响。瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）与 InSphero 团队在 Advanced Science 报道多组织平台，将肝脏代谢与胚状体分化放在相连的培养体系中观察。
平台采用人原代肝脏微组织与小鼠 ES-D3 胚胎干细胞形成的胚状体。肝脏部分提供代谢功能，胚状体的生长与心肌分化用于评价发育过程受到的影响。
团队以环磷酰胺作为测试前药。它可经肝脏转化形成多种产物，其中短寿命活性中间产物与胚胎毒性有关。模型希望让代谢产物在形成后尽快到达胚状体。
相连悬滴通过重力驱动交换培养液
装置设置 4 条独立培养通路，每条含 9 个悬滴位置，其中 6 个用于肝脏微组织、3 个用于胚状体。培养初期每个胚状体悬滴加入 750 个小鼠胚胎干细胞，使细胞先聚集成团。
第 1 天打开悬滴间的连接，装置通过周期性倾斜使液体往返流动。第 1–5 天采用约 ±2° 倾角，第 5 天后翻转装置并使用约 ±4° 倾角，继续培养至第 10 天。
这种结构减少了在不同培养载体间手动转移胚状体的步骤，也让肝脏与胚状体在培养早期就持续交换物质。团队同时检查肝脏组织的 ATP、白蛋白分泌及代谢酶功能，确认它们在共同培养条件下保持活性。
用稳定代谢产物确认前药发生转化
研究在 0–2 mM 范围测试环磷酰胺，并比较有、无肝脏微组织的条件。肝脏微组织在实验前已接触该药物 24 小时，后续培养中继续保持相应药物暴露。
液相色谱质谱在培养液中检出 alcophosphamide 和 carboxyphosphamide，支持人肝组织能够转化环磷酰胺。短寿命的活性产物磷酰胺芥未能直接检出，作者将这一点归因于取样和分析期间的快速降解。
代谢产物检测与两种共培养设置的功能比较共同用于解释毒性变化。肝脏代谢能力的加入，使试验能够考察原药经过转化后对胚状体的影响。
加入肝组织后，分化抑制浓度降低
团队在培养第 7–10 天观察胚状体是否形成心肌搏动区域。主要结果按出现搏动的培养孔数量计算，再对未加药条件归一化，用于拟合环磷酰胺的浓度—反应曲线。
无肝脏组织的试验中，使分化抑制达到 50% 的浓度 ID50 为 1.2±0.3 mM；加入肝组织后，ID50 降至 0.30±0.03 mM，即原来的约四分之一。
该比较中，无肝组织条件每浓度包含 17–24 个胚状体，来自 2 次实验；有肝组织条件包含 7–31 个胚状体，来自 3 次实验。
随着药物浓度增加，胚状体在第 3–5 天的增长减慢，高浓度下可出现缩小。免疫染色也显示中胚层分化标记减弱，变化与搏动终点的抑制浓度相对应；另外两类胚层标记未出现同样趋势。
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流动交换影响短寿命产物的作用
团队另设置同时包含两类组织、但不倾斜装置的静态条件。此时培养孔之间主要靠扩散交换物质，1 mM 环磷酰胺条件下仍可见搏动和中胚层分化；流动条件下，相同浓度已明显抑制铺展与分化。
作者认为，这一差异支持持续、较快的组织间交换有助于捕捉短寿命代谢产物的作用。单纯把预先孵育的肝细胞上清液转移到发育模型，可能受到产物降解与培养液营养变化影响。
当前测试采用小鼠胚状体与单一前药
该平台展示了如何将肝脏代谢纳入体外发育毒性实验，并用有无肝组织、静态与流动等条件进行比较。直接测试集中于环磷酰胺，胚状体为小鼠细胞来源。
后续应用还需要根据测试药物调整代谢能力、暴露时程及发育终点。论文提出扩大化合物测试范围，并进一步改进发育模型；本次结果首先支持这种多组织交换方式的实验可行性。