脂肪—肝连接芯片的炎症与胰岛素反应检测
在脂肪—肝连接系统中建立脂肪炎症，检测药物对脂质、游离脂肪酸、细胞因子和胰岛素反应的影响。
用途与模型
- 研究用途
- 比较药物对脂肪组织炎症及其引发的肝代谢改变，区分直接加药区室和组织间效应。
- 模型与细胞来源
- 同一正常男性 WTC/GM25256 诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）系来源的脂肪细胞、肝细胞及巨噬细胞。
- 方法版本
- 2024 年同一 iPSC 系脂肪、肝与巨噬细胞连接版本
- 实验形式
- 各组织独立区室，经流动培养液连接；药物比较为 48 小时，连接条件使用约 0.2 mL 培养液与 20 μL/h 流速。
材料与平台
- 炎症与组织组成
- M1 巨噬细胞与脂肪细胞比例 1:10，先培养 24 小时；连接时脂肪与肝细胞比例 5:1，设相应非炎症对照。
- 药物处理
- 二甲双胍 10 mM、罗格列酮 1 μM、地塞米松 0.5 μM 或司美格鲁肽 1 μM；处理 48 小时。
- 代谢与分泌检测
- 检测脂质、游离脂肪酸、细胞因子和基因表达，并比较胰岛素刺激前后的脂肪细胞葡萄糖摄取与肝细胞葡萄糖生成。
- 作用区室比较
- 司美格鲁肽分别作用于脂肪或肝区室，观察下游肝细胞的代谢反应。
测量指标与分析
- 肝细胞脂质积累
- 培养液游离脂肪酸
- TNF-α 与脂联素
- 脂肪细胞葡萄糖摄取
- 肝细胞胰岛素反应
按炎症状态、药物和加药区室分别比较；用脂质和分泌检测解释组织间影响，以胰岛素刺激前后的葡萄糖变化评价代谢反应。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 建立脂肪炎症后比较 3 种代谢相关药物，再测试司美格鲁肽及分区加药。
- 测试范围
- 单一 iPSC 系；相关实验至少 3 次独立培养，具体检测重复数见各图。
- 参照体系
- 非炎症连接模型、未加药炎症模型及不同加药区室。
- 研究结果
- 二甲双胍与罗格列酮恢复部分胰岛素反应，地塞米松没有同样表现；司美格鲁肽作用于脂肪组织后降低肝脂质并改善肝胰岛素反应。
适用条件与研究局限
- 所有细胞来自同一 iPSC 系，未比较多供者差异。
- 药物比较采用固定浓度、48 小时处理，未评价长期用药的反应。
- 培养液游离脂肪酸增加与肝脂质下降同时发生，各指标分别判断。
来源与原文
- Adipocyte inflammation is the primary driver of hepatic insulin resistance in a human iPSC-based microphysiological system.原始研究 · Nature Communications · 2024-09-12