研究器官芯片作為體外生物微環(huán)境模擬和生物系統(tǒng)構(gòu)建的平臺(tái)，極大地推動(dòng)了生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和藥物開(kāi)發(fā)等相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。研究聯(lián)合用藥在體外肝腸芯片上的代謝行為及相互作用對(duì)臨床用藥具有一定的指導(dǎo)意義。

在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，化學(xué)系林金明教授課題組利用自主研制的微流控芯片質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種集成中空纖維的肝腸芯片用以模擬聯(lián)合用藥的吸收和代謝行為。Caco-2細(xì)胞接種在芯片上層蛇形中空纖維內(nèi)腔模擬腸道藥物吸收和運(yùn)輸行為，芯片下層HepG2細(xì)胞模擬肝臟進(jìn)行代謝相關(guān)研究。染料木黃酮和達(dá)卡巴嗪作為聯(lián)合藥物，評(píng)估了其對(duì)細(xì)胞活力的影響、肝毒性、細(xì)胞周期阻滯情況。結(jié)果表明,藥物聯(lián)合濃度低于100μg/mL對(duì)HepG2細(xì)胞生存能力沒(méi)有明顯的抑制作用，細(xì)胞維持了良好的代謝能力。原藥和代謝物的質(zhì)譜檢測(cè)也證明了該微芯片可以作為有效的代謝模型用于藥物聯(lián)合機(jī)制研究。該動(dòng)態(tài)三維培養(yǎng)芯片提供了一種新型有效的體外模型，在新藥研發(fā)和代謝機(jī)理研究方面具有重大應(yīng)用前景。該成果以題為An on-chip intestine-liver model for multiple drugsabsorption and metabolism behavior simulation發(fā)表在Sci.China Chem., 2017,DOI: 10.1007/s11426-017-9167-0。與本研究成果同期，該課題組設(shè)計(jì)了一種新型探針式微流控芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貼壁培養(yǎng)的細(xì)胞樣品中任意單細(xì)胞的提取，并成功地在單細(xì)胞層面揭示了細(xì)胞與基底粘附強(qiáng)度與細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞核狀態(tài)、線粒體及細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)含量的關(guān)聯(lián)。相關(guān)成果發(fā)表在 Angew.Chem. Int. Ed.上，毛思鋒博士為該論文的第一作者。這一新方法對(duì)后續(xù)的單細(xì)胞的各項(xiàng)特性研究將有重要的啟發(fā)意義(參見(jiàn)Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI:10.1002/anie.201710273)。

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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201710273/abstract;jsessionid=3CCEAC46CA90575A06E0FB112AF370FE.f03t03

用于單細(xì)胞研究的探針式微流控芯片示意圖及工作原理