iPSC 来源肠上皮芯片的药物转运与代谢检测
在 PET 双通道芯片中培养肠上皮样细胞，再用探针药物和抑制剂检测方向性外排、代谢物生成及肠道可利用比例。
用途与模型
- 研究用途
- 比较药物的上皮通透、P-gp/BCRP 外排和 CYP3A 代谢对肠道吸收的影响。
- 模型与细胞来源
- 商品化 F-hiSIEC 人 iPSC 来源肠上皮样细胞，批次 VA2206-2；非患者活检来源，未采用多供者集合。
- 方法版本
- 2024 年 Fluid3D-X 双通道培养与静态转运检测版本
- 实验形式
- 0.45 μm 多孔膜分隔顶端侧与基底侧，PET 材料装置；灌流培养 11 天后，在静态条件下进行 120 分钟转运实验。
材料与平台
- 芯片与培养条件
- Fluid3D-X 双通道装置，流速约 3.8 μL/min；第 4 天起顶端侧采用空气—液体界面培养。
- 探针药物
- 安替比林 1 μM、阿替洛尔 10 μM、咪达唑仑 1 μM、奎尼丁 0.5 μM、柳氮磺吡啶 1 μM。
- 抑制剂对照
- 两侧均加入酮康唑 10 μM、PSC833 5 μM 与 Ko143 5 μM 组成的组合，另设无抑制剂条件。
- 取样与分析
- 连续取样至 120 分钟，以液相色谱串联质谱测量两侧原药与代谢物；用 Lucifer Yellow 通透性检查屏障。
测量指标与分析
- 顶端侧至基底侧的转运清除率
- 基底侧至顶端侧的外排比
- 1-羟基咪达唑仑生成量
- 咪达唑仑逃逸肠代谢比例 Fg
- Lucifer Yellow 通透性
按方向、时间和有无抑制剂比较药物累积量与转运清除率。先计算加入抑制剂与未加抑制剂时顶端侧至基底侧的转运清除率之比 R，再按 Fg=1/(2R−1) 估计咪达唑仑逃逸肠道代谢的比例，并与人体文献参考值比较；代谢物生成另用于检查代谢及侧向分泌。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 5 种探针的方向性转运和抑制剂比较，另测咪达唑仑代谢。
- 测试范围
- 一批肠上皮样细胞；Fig3 转运结果无抑制剂 n=4，加抑制剂 n=3，均为实验重复。
- 参照体系
- 同一装置内不同转运方向、有/无抑制剂，以及人体咪达唑仑 Fg 文献值。
- 研究结果
- 奎尼丁与柳氮磺吡啶外排比分别为 2.02 和 12.7，抑制剂减少方向差异。咪达唑仑 Fg 估计为 0.64，人体文献参考值为 0.55。
适用条件与研究局限
- 灌流用于培养；转运实验采用静态条件，两阶段采用不同的流动设置。
- 第 13 天的屏障泄漏增加；药物检测选在第 11 天。
- Fg 定量集中于咪达唑仑；安替比林和阿替洛尔的部分反应涉及未明确的转运因素。
来源与原文
- Development of a novel gut microphysiological system that facilitates assessment of drug absorption kinetics in gut.原始研究 · Scientific Reports · 2024-12-02