4 个物种的配对灌流与二维培养
2025 年 10 月 3 日，ACS Pharmacology & Translational Science 发表跨物种肝脏安全性模型研究。德克萨斯农工大学（Texas A&M University）等机构团队使用人、猴、大鼠和犬原代肝细胞，比较灌流微生理系统与静态 96 孔培养。
研究将同供者材料分别用于不同培养形式，先检查基础肝功能，再测试氯丙嗪、波生坦和 fialuridine。
PhysioMimix LC12 使用带有约 300 个微通道的支架，促进肝细胞形成可灌流的聚集结构。循环培养液提供较长观察窗口，研究以成像检查组织覆盖，并测量分泌功能及基因表达随时间的变化。
二维培养用于多浓度比较，灌流系统用于较长时程和重复暴露。两种体系的药物浓度、给药次数和观察时间并不完全相同，作者在分析模型差异时一并考虑这些条件。
细胞覆盖、合成功能与基础损伤指标
第 4 天各物种细胞较均匀分布于支架；至第 14 天，微通道的细胞覆盖率在人肝细胞中约为 57%，在猴肝细胞中约为 38%。分泌指标按初始接种数归一化，后续细胞流失及覆盖不均会影响各物种的功能比较与实际剪切环境。
人和猴肝细胞在第 4 天的白蛋白分泌约为二维培养的 3 倍，至第 8 天降到早期峰值的约 1/3，此后维持至第 14 天；犬肝细胞的白蛋白则在两种培养中均较低且快速下降。LDH、ALT 和 AST 的基础值普遍较低，并随培养下降。
不同物种的基础分泌量也有差别：大鼠肝细胞的白蛋白分泌最高；猴肝细胞的尿素产生量约为其他物种的 2 倍。
LC12 每块提供 12 个培养位置，二维系统则较容易扩展到多块 96 孔板，通量差异也影响了此次分层实验设计。
大多数基础指标的实验间变异低于 30%，但灌流系统中大鼠白蛋白的变异约为 40% 至 80%。同一装置连续取样后进行配对分析，可降低时间比较中的变异。
表达分析补充分泌和损伤检测
14 天的表达分析关注药物代谢酶、转运蛋白及其他肝细胞相关基因。约三分之一所考察的功能基因维持或提高表达，许多其他基因则呈下降趋势，在猴和犬肝细胞中较为明显。
12,809 个可跨物种对应的表达基因中，最大差别出现在接种前与后续培养之间。CYP1A2、CYP2D6、CYP3A4 和 UGT1A 家族较能维持表达，CYP2A6、CYP2B6、CYP2C8 和 CYP2E1 则明显下降。
药物处理后的分泌、损伤与胆汁酸变化
氯丙嗪在 4 个物种中均产生毒性相关变化。犬肝细胞在二维实验中对所测药物没有显著损伤或功能指标变化，灌流重复处理氯丙嗪后则出现 ALT 和 LDH 升高；两种体系的暴露时程不同。
fialuridine 在人肝细胞中未明显提高常用损伤指标，却降低白蛋白分泌；灌流体系中的犬肝细胞同样出现随时间加深的白蛋白下降及尿素减少。猴肝细胞没有检出显著药效，大鼠仅在实验末期出现尿素增加。
波生坦在灌流人肝细胞中主要表现为 LDH 升高和白蛋白下降，在犬肝细胞中出现 ALT 升高及尿素减少，猴和大鼠相应生化指标没有显著改变。转录层面，人和猴对波生坦的部分反应重叠；氯丙嗪主要表现为人和大鼠重叠，fialuridine 则以人和犬最为接近。
3 种药物均使人肝细胞培养液中的胆汁酸含量降至对照的约 1/44 至 1/81，非人来源细胞的变化较小且未达统计显著。氯丙嗪和波生坦同时下调部分胆汁酸转运相关基因；fialuridine 的变化可能涉及线粒体受损后合成功能下降，机制仍需直接功能实验验证。
波生坦引起的 CYP3A 表达变化方向也因物种而异：人肝细胞下降，大鼠则明显上升。研究没有进行蛋白组、代谢组或专门的线粒体及胆汁外排功能检测，通路分析提供的是进一步验证的机制线索。
培养时程与检测指标的变异及统计表现
作者分析不同时间点及检测指标识别药物效果所需的重复数。较早时间点的变异更大，后续部分白蛋白变化更容易检出，因此实验时程与所选终点影响比较的统计表现。
作者据此提出分层使用模型：先在二维培养或较高通量球状体中确定浓度范围和关注指标，再用灌流系统研究延迟效应。当前二维观察最多 8 天，灌流体系为 14 天；更长时间的球状体与有无流动对照，仍是后续直接比较的需求。