超薄丝素膜让足细胞与内皮相邻培养
肾小球滤过屏障由足细胞、基底膜与血管内皮共同构成，细胞之间的距离和交流会影响屏障功能。美国杜克大学（Duke University）团队在 Science Advances 报道肾小球芯片，在超薄膜两侧培养这两类细胞，并测试分子滤过与药物损伤。
装置在两个平行通道之间放置电纺丝素蛋白膜。该膜厚约 3.5 μm，明显薄于对照装置约 45 μm 的聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）膜，纤维和孔隙结构允许分子交换。
团队使用 PGP-1 人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC），分别生成内皮细胞和中间中胚层细胞。两类细胞具有相同遗传背景，接种在膜的两侧；中间中胚层细胞随后在尿侧通道进一步分化为足细胞。
分化、灌流与细胞间交流共同形成屏障
内皮细胞先接种于血管通道，中间中胚层细胞随后接种于另一侧。加入足细胞诱导培养液后，装置接入灌流系统，常用培养流速为每通道 1 μL/min，继续培养 4 天。
足细胞表达 nephrin、podocin 等谱系相关蛋白，并形成相邻细胞之间交错的足突样结构。细胞还分泌胶原 IV、nidogen-1 和 agrin，将部分基底膜组成沉积到丝素膜上。
电镜观察显示，与足细胞共培养的内皮细胞形成窗孔样结构，单独培养时未出现同样特征。团队还检测到足细胞分泌血管内皮生长因子 A（vascular endothelial growth factor A，VEGF-A），支持两层细胞之间存在促分化的交流。
用菊粉、白蛋白和尿素检查选择性滤过
团队向血管侧加入荧光标记菊粉和白蛋白，连续灌流 6 小时，再取尿侧流出液与血管侧储液检测。分子滤过百分比按两侧相应浓度之比计算。
含足细胞与内皮的芯片中，尿侧菊粉浓度达到血管侧输入浓度的约 7%，白蛋白仅约 0.5%。未接种细胞的装置无法同样限制白蛋白通过，显示细胞层参与了选择性屏障的形成。
尿素测量使用另一灌流泵设置，结果约为 11%，高于菊粉和白蛋白。这组实验分别检查了小分子、多糖与较大蛋白的滤过情况。
多柔比星使足细胞与滤过功能受损
药物测试选择多柔比星（doxorubicin，原文用商品名 Adriamycin），从血管侧加入 0.5 μg/mL，连续处理 3 天；对照为 0.1% DMSO。
处理后，足细胞的足突样结构减少，细胞之间的边界和 podocin 分布发生改变。内皮细胞的结构与 VE-cadherin 表达保持较好，提示两类细胞在该条件下的反应不同。
药物组的白蛋白和菊粉滤过百分比均高于溶剂对照，原有的选择性屏障受到破坏。滤过比较来自 3 次独立重复，并与足细胞形态变化一起支持模型能够反映药物引起的肾小球损伤。
膜结构也影响成像与后续用途
较薄的丝素膜便于将芯片组织制成切片，再进行高分辨率电镜检查。足细胞与内皮各自留在膜的一侧，同时形成接近肾小球屏障的组织排列，这使形态观察能与分子滤过结果联系起来。
丝素膜的透光性有限，普通显微镜下连续观察未标记细胞较困难。因此，当前装置更适合免疫荧光、电镜和分子检测等终点分析。
本次药物实验集中于多柔比星，并采用单一 iPSC 系。