按研究用途逐步改进肝脏模型
2019 年收录于 Handbook of Experimental Pharmacology 的一章，讨论如何把人源微生理系统（microphysiology systems，MPS）用于定量系统药理学（quantitative systems pharmacology，QSP）。匹兹堡大学（University of Pittsburgh）作者团队以肝脏系统为重要例子，说明实验模型、计算分析与数据管理需要共同改进。
作者介绍的肝模型经历了多次调整：早期装置虽能提供部分功能，但接口可靠性和蒸发影响长期运行；随后加入更稳定的器件，以及肝细胞、内皮、星状细胞和 Kupffer 样细胞等组成，扩展了可观察的功能。
后续改进又关注肝脏氧分区、芯片材料对药物的吸收和血管通道。文章将这些变化与具体研究需求相联系：氧环境影响局部生理，材料吸收药物会改变实际暴露，而血管通道关系到与其他器官及循环免疫细胞的联系。
计算预测先提出候选，再由实验核对
这一章节把 QSP 描述为计算与实验反复核对的过程。疾病组学和相互作用网络可提出候选通路，药物—靶点预测再帮助缩小待测范围；计算关联仍需要后续实验检查。
以脂肪性肝病为例，作者提出结合患者遗传和表达资料寻找候选机制，选择人源细胞构建模型，再用组织、功能与表达变化检验候选作用。这是章节介绍的研究策略，相关疾病模型仍在开发。
疾病计算模型也有不同尺度。有的把单细胞作为相互作用的对象，有的用方程描述分子过程。改变参数可以形成一种疾病机制假说；只有后续实验支持相关干预效果，才能进一步提高对该解释的信心。
实验指标需要在装置设计时就考虑
作者建议根据研究用途和所需功能信息选择模型。高通量自组织模型适合较大规模测试，较复杂仿生系统则可提供更细致的功能信息。
细胞来源、培养液、基质、材料和流动都可能影响功能。原代细胞具有供者差异，诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）衍生细胞还面临成熟度问题；多细胞或多器官系统则要处理不同细胞对环境的不同需求。
预定检测指标也会影响装置设计。分泌物测量需要考虑样本稀释和检测灵敏度，连续成像需要光学通路与适当的观察距离；这些要求应在设计阶段与模型功能一同考虑。
数据库保存实验条件，才有助于跨研究比较
章节介绍了作者团队建设的 MPS 数据库（MPS-Db）。除最终结果外，数据库还记录模型材料、实验安排、条件和分析信息，使来自不同装置和器官的数据能够被理解。
作者希望将这些资料与药物、临床及其他参照数据关联，用于比较模型表现、设计独立验证，并支持生理药代动力学分析。标准化的元数据有助于解释同一模型在不同研究中的结果差异。
在独立验证研究的设计中，MPS-Db 可辅助选择测试药物与浓度、安排芯片分组，并用临床相关指标和统计工具评价模型的重复性。实验条件与性能结果一起保存，为后续模型选择和改进提供依据。