肠–肝芯片的代谢底物与肠源外泌体干预评价
在灌流肠–肝共培养中检测 3 种细胞色素 P450（CYP）底物的产物，比较单培养及静态体系，再用肠源外泌体检验肝祖细胞分化响应。
用途与模型
- 研究用途
- 研究肠–肝相互作用对药物代谢的影响，并筛查肠源外泌体的促肝细胞分化作用。
- 模型与细胞来源
- Caco-2/HepaRG 细胞系体系；人十二指肠隐窝类器官/非肿瘤肝组织肝祖细胞类器官体系。
- 方法版本
- 2025 年细胞系/组织类器官共培养与外泌体比较版本
- 实验形式
- 3 层聚二甲基硅氧烷（PDMS）、连通肠与肝培养区的芯片，1 μL/min 灌流；相应单培养使用同配方和流速，另有静态 Transwell 参照。
材料与平台
- 代谢处理
- 分别加入 50 μM 非那西丁、右美沙芬、睾酮，每 24 小时取上清测相应代谢产物，并扣除肠细胞单培养产物。
- 外泌体
- 经超滤与尺寸排阻分离，检查颗粒大小、形态及标志；Caco-2 来源 5 μg/mL，肠类器官来源 10 μg/mL。
- 分化测量
- 白蛋白、α1 抗胰蛋白酶、肝细胞标志、尿素与糖原；外泌体释放抑制，微小 RNA（miRNA）及 RPS6KA2 操作在相应细胞和模型中检验。
测量指标与分析
- 3 种 CYP 底物的产物生成
- CYP3A4 蛋白含量
- 白蛋白与 α1 抗胰蛋白酶分泌
- 尿素和糖原
- 肝细胞/祖细胞标志
- 外泌体摄取及靶点响应
按材料体系比较单培养与共培养，分开判断蛋白含量和底物转化；用外泌体加入/释放抑制及靶点干预检查促分化作用。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 比较细胞系与人组织类器官的芯片/Transwell 单培养和共培养，辅以外泌体加入及释放抑制试验。
- 测试范围
- 主要功能/外泌体 Fig2–4 每组标 n=3；统计方法说明所有数据来自至少 3 次独立实验。
- 参照体系
- 肝单培养、肠–肝共培养、外泌体处理、释放抑制；静态 Transwell 与灌流芯片。
- 研究结果
- 共培养增加 3 种代谢产物和分泌蛋白；类器官尿素约为单培养的 1.8 倍，HepaRG 尿素未显著增加。外泌体增加肝细胞标志和功能指标，释放抑制使效应减弱。
适用条件与研究局限
- 机制操作部分在 HepaRG/Transwell 完成，完整 CREB2/HNF4A 链仍待检验。
- 结果/方法对分隔膜材料及部分培养液分配的描述有差别。
- CYP3A4 免疫测定检测蛋白含量，底物功能结论来自产物质谱。
- 外泌体的大规模制备与供者变异仍影响转化应用。
来源与原文
- Exosomes From Intestinal Epithelial Cells Promote Hepatic Differentiation of Liver Progenitor Cells in Gut‐Liver‐on‐a‐Chip Models原始研究 · Advanced Science · 2025-07-06