胰岛—肝芯片的葡萄糖反馈与重复性评价
在人源双器官循环培养中同时跟踪葡萄糖和胰岛素，比较共培养与单培养。
用途与模型
- 研究用途
- 为代谢疾病和后续药物评价确认胰岛—肝功能联系及模型重复性。
- 模型与细胞来源
- 人胰岛细胞重组微组织；HepaRG 癌来源细胞系/人原代星状细胞肝球体。
- 方法版本
- 2017 年人胰岛/HepaRG 双器官生理反馈版本
- 实验形式
- 每回路 10 胰岛微组织/40 肝球体，610 μL、平均 4.94 μL/min 循环；正式共培养无外加胰岛素，维持 15 天。
材料与平台
- 模型材料
- 胰岛 3 供者用于第 1 天复核；肝球体由 HepaRG 与原代星状细胞组成。
- 刺激与对照
- 第 1/7/13 天 11 mM 葡萄糖负荷，0/8/24/48 h 取样；胰岛/肝单培养对照。
- 检测
- 葡萄糖比色、胰岛素和白蛋白酶联免疫吸附检测（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）、移出芯片后葡萄糖刺激胰岛素分泌（glucose-stimulated insulin secretion，GSIS）；胰岛素受体/AKT 与形态评价。
测量指标与分析
- 葡萄糖与胰岛素时间曲线及曲线下面积
- 葡萄糖刺激胰岛素分泌
- 白蛋白输出
- 细胞身份与 AKT 反应
分别报告回路重复和胰岛供者；第 1 天多实验室/多供者与后期单供者不合并。
研究设计与结果
多实验室研究
- 研究设计
- 两独立实验室运行共培养/单培养，比较葡萄糖负荷后联动；长期培养再测胰岛与肝侧功能。
- 测试范围
- 图 5 第 1 天 14 个重复、3 位胰岛供者、3 次独立实验、两实验室；第 7/13 天 5 个重复、1 位供者。
- 参照体系
- 同回路胰岛单培养或肝球体单培养；低/高葡萄糖和未刺激肝材料。
- 研究结果
- 共培养更快降低循环葡萄糖并保持胰岛功能；后期降糖速度减慢，第 13 天胰岛素曲线下面积组间差异不显著。
适用条件与研究局限
- 未诱导并确认完整 2 型糖尿病状态，也没有降糖药验证。
- HepaRG 是细胞系，缺少其他主要葡萄糖利用组织。
- 后期验证仅 1 胰岛供者；葡萄糖动力学慢于人体。
来源与原文
- Functional coupling of human pancreatic islets and liver spheroids on-a-chip: Towards a novel human ex vivo type 2 diabetes model原始研究 · Scientific Reports · 2017-11-03