灌流 HepG2 球状体的腔室设计与药物损伤比较
以关键通道尺寸匹配的三种腔室培养 HepG2 球状体，比较形态、成活及药物损伤反应。
用途与模型
- 研究用途
- 评价灌流培养的几何和基质变量对肝细胞系球状体质量与损伤测量的影响。
- 模型与细胞来源
- HepG2 细胞在可灌流芯片中原位形成球状体，配合超低吸附孔板比较。
- 方法版本
- 2026 年原研究；三类腔室几何及基质条件比较
- 实验形式
- 矩形、菱形与圆形腔室；几何模拟、模型质量测量与药物损伤评价分开。
材料与平台
- 细胞模型
- HepG2 人肝癌细胞系球状体，属于细胞系三维培养。
- 培养结构
- 匹配关键通道尺寸的矩形、菱形和圆形腔室，以及超低吸附孔板。
- 评价变量
- 基质条件、ROCK 相关处理及对乙酰氨基酚、叔丁基过氧化氢暴露。
测量指标与分析
- 球状体形态及合格球状体比例
- 细胞成活与肝功能相关指标
- 两种测试物标称暴露下的浓度和时间相关损伤反应
- 二维模拟的凝胶内流速和剪切速率
先将几何相关的流体分布与实验模型质量对照，再比较芯片和孔板的药物损伤反应，不把标称暴露当成组织内实测浓度。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 匹配关键通道尺寸比较腔室形状，另评估基质和细胞聚集相关干预，并比较芯片与孔板的损伤反应。
- 测试范围
- HepG2 球状体；各几何和培养条件分别比较。
- 参照体系
- 矩形、菱形、圆形；基质和 ROCK 处理条件；灌流芯片与超低吸附孔板。
- 研究结果
- 圆形腔室在标准化条件下整体表现最好；Matrigel 改善形态、肝功能相关指标及成活。ROCK 抑制妨碍早期聚集但无显著几何依赖效应；芯片与孔板的药物损伤反应存在浓度及时间相关差异。
适用条件与研究局限
- HepG2 为肝癌细胞系，不是正常原代肝细胞或患者来源肝类器官。
- 二维流体模拟和球状体生物学测量分别完成；标称暴露不代表已测得细胞内部药物浓度。
来源与原文
- Chamber-Design-Associated In Situ Formation of HepG2 Spheroids in a Perfusable Organ-on-a-Chip.原始研究 · ACS Biomaterials Science & Engineering · 2026-10-07