视网膜芯片要重现哪些组织功能
2025 年 1 月，荷兰特温特大学（University of Twente）与拉德堡德大学医学中心（Radboud University Medical Center）的团队在 Lab on a Chip 发表综述，讨论视网膜芯片怎样从可培养的组织模型，走向能够回答药物评价问题的体外平台。作者把细胞表型、微环境、检测指标和验证用途放在一起考察。
视网膜芯片涉及多个相互作用的组织部分，包括神经视网膜、视网膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）及血管。现有模型通常只重现其中一部分：有的侧重屏障通透性，有的把 RPE 与视网膜类器官结合，有的进一步加入血管及免疫成分。
这些组织采用的功能指标不同。血管可通过可灌流性、葡聚糖泄漏和网络结构来评价；RPE 则关注极性、紧密连接、屏障电阻及对光感受器外节的吞噬。类器官中的细胞死亡、感光细胞标志和组织结构，提供另一组药物反应信息。
色素上皮会改变类器官的药物损伤反应
综述引述的药物损伤研究比较了氯喹和庆大霉素。庆大霉素对视网膜类器官的损伤，在加入 RPE 的芯片模型中有所减轻。作者将这一比较作为 RPE 具有保护作用的例证，说明是否加入相关组织，会影响同一种药物在模型中的表现。
因此，芯片的细胞来源也需要和研究问题对应。作者比较了永生化 RPE 细胞、原代细胞以及诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源 RPE。它们在培养寿命、色素形成、屏障和基因表达方面存在差异；iPSC 来源模型便于纳入患者背景，但其成熟程度仍需核对。
神经视网膜的评价还包括光响应。综述介绍了膜片钳与多电极阵列等电生理检测，观察感光细胞及神经节细胞对光刺激的反应。组织具有相应标志物、形成分层结构，以及真正传递光信号，是彼此相关但各有检测依据的功能。
芯片材料和供氧方式同样影响实验环境
聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）因透明、便于制作而常用于芯片，但会吸收部分疏水性小分子，也容易透过气体。综述指出，这些性质会影响药物研究及氧水平控制。其他低渗透材料有其优势，同时也可能增加加工成本，并降低修改设计的便利性。
组织之间的支撑膜也有实际作用。作者讨论模拟 Bruch 膜时，需要同时考虑厚度、孔隙、力学性质与细胞附着。过厚的膜会改变 RPE 与脉络膜血管之间的距离，材料是否适合长期培养，则关系到细胞能否形成稳定功能。
控制局部氧与营养供应时，培养箱设定只是其中一项条件。作者提出，应把低气体渗透材料、血管侧灌流及局部传感结合，形成更接近组织内部的氧与代谢物分布。图 3 进一步把血管层、RPE、神经视网膜、光刺激、电极和光学传感器放入同一构想，作为下一代平台的设计方向。
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先明确用途，再评价模型是否满足要求
综述强调，模型开发时应先明确预期用途（context of use，COU），即具体评估什么问题，结果用于什么判断。随后选择相关功能指标，比较技术、供者和实验室之间的变异，并用合适的阳性、阴性对照及参照化合物，检验模型预测的灵敏度与特异度。
与人源组织和患者资料的比较也是验证的一部分。作者列举临床成像、组织染色和单细胞表达等方式，帮助判断模型是否重现目标组织或疾病过程。采用什么比较方式，取决于模型所声称的功能和拟研究的药物问题。
扩大筛选规模时，作者同时关注每个样本能提供多少有用信息。连续监测氧、pH、屏障电阻或电活动，可与终点成像、蛋白和组学分析互补。提高并行通量、改善操作便利性，以及维持这些功能测量，需要在同一个平台设计中协调。