气压循环人源多器官前药代谢与效应比较
不同人源细胞模型共同循环培养，同时测量氟尿嘧啶及其前药的代谢、分布和增殖变化。
用途与模型
- 研究用途
- 抗癌前药活化、跨屏障暴露及肿瘤/正常细胞作用的体外比较。
- 模型与细胞来源
- HepaRG/HCT-116 双器官；Caco-2、HepaRG、HCT-116、TIG-121 四器官人源细胞系模型。
- 方法版本
- 2017 年 8 组双器官/4 组四器官培养平台版本
- 实验形式
- 微孔板尺寸气压循环平台，4 × 4 个培养腔和可更换微流体板，各单元独立；Caco-2 培养于膜插入物。
材料与平台
- 细胞与区室
- 各细胞先按自身条件预培养，再接入共同循环液；Caco-2 膜插入物区分顶端与基底侧。
- 药物条件
- 双器官使用名义 100 μM 卡培他滨（capecitabine，CAP），观察约 3 天；四器官在顶端投加 CAP、替加氟（tegafur，FT）或氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU），投加量相当于均匀分布平均 100 μM，实际区室浓度独立测量。
测量指标与分析
- alamarBlue 增殖信号与活死染色
- 液相色谱-质谱（LC-MS）原药与代谢物浓度
- Caco-2 跨上皮电阻
- HepaRG 代谢酶基因表达
双器官区分有无肝细胞与有无 CAP；四器官比较三药，并分别检查顶端/循环液暴露、肿瘤及正常组织模型的变化。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 人源细胞系平台的 CAP 代谢依赖效应与氟尿嘧啶及两种前药比较。
- 测试范围
- 装置含 8 组双器官单元或 4 组四器官单元。图 4 相应检测 n = 4，图 5 各项结果 n = 3 或 4。
- 参照体系
- 有无 HepaRG、有无 CAP 及 CAP/FT/5-FU 各组无药对照。
- 研究结果
- 双器官连接肝细胞后，CAP 使肿瘤增殖信号降至无药对照的 45% ± 6%，肿瘤单独培养时未见显著抑制。四器官 CAP、FT 和 5-FU 处理后分别为 79% ± 3%、67% ± 4% 和 17% ± 3%，循环液的 5-FU 浓度分别约为 2、6 和 82 μM。
适用条件与研究局限
- 模型由人源细胞系组成，代谢能力和增殖速度影响药物比较。
- 总体积平均投加量、区室实测浓度及通过屏障的药物量比例分别报告。
- 尺寸、培养液体积和循环速度尚未按生理比例充分调整；本次药物比较在充分混合时即可进行。
来源与原文
- A multi-throughput multi-organ-on-a-chip system on a plate formatted pneumatic pressure-driven medium circulation platform原始研究 · Lab on a Chip · 2017-11-14