本发明专利技术提供一种体外肝细胞异质性培养装置，包括诱导芯片和与所述诱导芯片相连通的微量注射泵；所述诱导芯片包括用于形成浓度梯度的流体分流通道以及与所述流体分流通道相通的细胞诱导区域；还提供一种体外肝细胞异质性培养方法，采用所述的体外肝细胞异质性培养装置；将肝细胞悬液加入到所述细胞诱导区域并等待所述肝细胞贴壁生长；从所述流体分流通道持续匀速通入不同浓度或不同成分的诱导液，以便诱导形成异质性分布的肝细胞。通过本方案可实现体外诱导体外肝细胞异质性分布。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学
，具体而言，本专利技术涉及一种体外肝细胞异质性培养装置及其培养方法。
技术介绍
在研究肝细胞在体外的生理功能方面，国内外众多学者采用了多种方法，比如三明治培养、球形聚集培养、微流控芯片培养以及3D打印培养等，无论何种方法其目的都是尽可能最大化地模拟体内肝细胞生长坏境，从而使体外培养的肝细胞具有更接近体内生长时的生理功能。已经证实各种三维培养和共培养研究明显优于普通平板培养和单培养，但是上述众多研究基本忽略体内肝细胞异质性这一基本生理特点。肝脏最小结构单位为肝小叶，每个肝小叶由众多条索状的肝板组成，每个肝板中靠近门静脉分支区域的肝细胞称为1区肝细胞，靠近中央静脉的肝细胞称为3区肝细胞，两者之间称为2区肝细胞。不同区域肝细胞在生理功能、代谢能力、对外来物质的敏感性等方面具有不同的特点，这被称为肝细胞异质性。其中，1区肝细胞在糖原分解、糖异生、尿素合成、胆固醇合成、Ⅱ相酶物质代谢方面更加高效，3区肝细胞在葡萄糖摄取、糖原储存、谷氨酰胺合成、酒精降解、Ⅰ相酶物质代谢方面更加高效。所以基于仿生学思维，在体外构建模拟体内肝细胞异质性分布的的肝细胞体外培养方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的首要目的旨在提供一种体外肝细胞异质性培养装置；本专利技术的次要目的旨在提供一种体外肝细胞异质性培养方法。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种体外肝细胞异质性培养装置，包括诱导芯片和与所述诱导芯片相连通的微量注射泵；所述诱导芯片包括用于形成浓度梯度的流体分流通道以及与所述流体分流通道相通的细胞诱导区域。其中，所述诱导芯片利用光刻蚀技术铸模制备。其中，所述诱导芯片采用聚二甲基硅氧烷制备。其中，所述流体分流通道沿芯片纵长方向依次布设有呈对称分布的第一、第二培养基入口以及与所述培养基入口连接且相通的用于形成浓度梯度培养基的分流通道。进一步地，所述分流通道至少包括依次连通的若干级分流通道，其中，第一级分流通道提供两个分别与第一、第二培养基入口连通以灌入不同浓度或不同成分的诱导液的一级入口，并形成三个一级出口；下一级分流通道的入口与上一级分流通道的出口一一对应连通，并且所述下一级分流通道的出口数量比所述上一级分流通道的出口数量多一个。更进一步地，所述分流通道还包括第二级分流通道和第三级分流通道；所述第二级分流通道提供三个二级入口以分别与三个所述一级出口连通，并形成四个二级出口；所述第三级分流通道提供四个三级入口以分别与四个所述二级出口连通，并形成五个三级出口。其中，五个所述三级出口并排设置并汇集到所述细胞诱导区域。其中，所述第一培养基入口和第二培养基入口的直径分别为500μm。其中，所述第一级分流通道、第二级分流通道、第三级分流通道的宽度以及深度均为100μm。其中，所述细胞诱导区域呈十字形，其纵向通道顶端与所述分流通道的末端连接且相通，以通入诱导液；其纵向通道底端开设废弃液出口；其横向通道两侧对称各开设细胞悬液入口。其中，所述纵向通道的宽度为1mm，长度为4mm；所述横向通道的宽度为1mm，长度为6.5mm。其中，所述纵向通道底端废弃液出口直径为750μm。第二方面，本专利技术提供一种体外肝细胞异质性培养方法，采用权利要求1至12任意一项所述的体外肝细胞异质性培养装置。其中，包括以下步骤：将肝细胞悬液加入到所述细胞诱导区域并等待所述肝细胞贴壁生长；从所述流体分流通道持续匀速通入不同浓度或不同成分的诱导液，以便诱导形成异质性分布的体外肝细胞。进一步地，所述肝细胞来源于原代肝细胞。其中，所述肝细胞的培养液配方包括DMEM基础培养基、10％胎牛血清、0.5U/ml胰岛素、7ng/ml胰高血糖素、20ng/ml上皮生长因子、7.5μg/ml氢化可的松、200U/ml青霉素、200μg/ml链霉素。其中，所述肝细胞悬液的细胞浓度为1.5×107/ml。进一步地，所述细胞诱导区域加入所述肝细胞悬液之前，在37℃条件下用50μg/ml的纤维连接蛋白溶液进行浸润。优选地，所述浸润时间为45min。其中，待肝细胞贴壁之后，将所述流体分流通道的入口关闭。其中，所述诱导液包含WEB培养液，所述WEB培养液包括William’sE基础培养基、4mmol/l谷氨酰胺、200U/ml青霉素和200μg/ml链霉素。进一步地，用于研究糖代谢和氨代谢的异质性肝细胞的诱导方法为：从所述第一培养基入口灌入含胰高血糖素100nmol/l的第一诱导液，并从所述第二培养基入口灌入含胰岛素100U/L的第二诱导液，诱导时间为24小时。进一步地，用于研究酒精代谢和药物代谢的异质性肝细胞的诱导方法为：从所述第一培养基入口灌入所述WEB培养液，并从所述第二培养基入口灌入含2μmol/l的3-甲基胆蒽的第三诱导液，诱导时间为24小时。其中，诱导形成异质性分布的肝细胞之后，还包括在所述体外肝细胞异质性培养装置中进行肝细胞生理功能的研究。相比现有技术，本专利技术的方案具有以下优点：(1)本专利技术提供了一种体外肝细胞异质性培养装置，其通过流体分流通道形成浓度梯度的由微量注射泵注入的诱导液后通入细胞诱导区域，模拟肝细胞异质性分布形成的内环境，其模拟的肝细胞异质性更符合肝细胞的生理状态。(2)本专利技术提供的体外肝细胞异质性培养装置，异质性细胞诱导完成后，还可以继续进行生理研究，利用所述流体分流通道，使输入的诱导药物也形成梯度浓度分布，有利于进行药物浓度筛选。(3)本专利技术还提供一种体外肝细胞异质性培养方法，其具体为肝细胞异质性培养方法，相比现有的其他肝细胞体外培养方法，本专利技术模拟了肝细胞在体外状态下肝细胞异质性的重要的生理特点，其可以在更接近体内状态下研究肝细胞的生理功能，如糖代谢、氨代谢、酒精代谢和药物代谢等，为肝细胞生理学、肝组织工程研究提供了新的思路。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术的一种实施例用于体外肝细胞异质性培养的芯片设计图。图2为体内肝细胞异质性分布示意图。图3为本专利技术模拟连续浓度梯度诱导肝细胞异质性形成示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。实施例一结合图1，对本专利技术用于体外肝细胞异质性培养的装置进行详细叙述。本实施例中，体外肝细胞异质性培养装置包括诱导芯片1、与诱导芯片1相连通的微量注射泵(未图示)。其中诱导芯片1包括流体分流通道11和与所述流体分流通道11连接且相通的细胞诱导区域12。进一步地，所述流体分流通道11包括第一培养基入口1101、第二培养基入口1102以及用于形成浓度梯度培养液的分流通道111。其中，两个培养基入口与分流通道111沿所述诱导芯片1纵长方向依次布设。更进一步地，所述第一培养基入口1101与第二培养基入口1102呈对称分布状，并分别与所述微量注射泵相连通，以便向所述分流通道111灌入诱导液。更进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，包括诱导芯片和与所述诱导芯片相连通的微量注射泵；所述诱导芯片包括用于形成浓度梯度的流体分流通道以及与所述流体分流通道相通的细胞诱导区域。
【技术特征摘要】
1.一种体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，包括诱导芯片和与所述诱导芯片相连通的微量注射泵；所述诱导芯片包括用于形成浓度梯度的流体分流通道以及与所述流体分流通道相通的细胞诱导区域。2.根据权利要求1所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述诱导芯片利用光刻蚀技术铸模制备。3.根据权利要求1所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述诱导芯片采用聚二甲基硅氧烷制备。4.根据权利要求1所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述流体分流通道沿所述诱导芯片纵长方向依次布设有呈对称分布的第一、第二培养基入口以及与所述培养基入口连接且相通的用于形成浓度梯度培养液的分流通道。5.根据权利要求4所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述分流通道至少包括依次连通的若干级分流通道，其中，第一级分流通道提供两个分别与第一、第二培养基入口连通以灌入不同浓度或不同成分的诱导液的一级入口，并形成三个一级出口；下一级分流通道的入口与上一级分流通道的出口一一对应连通，并且所述下一级分流通道的出口数量比所述上一级分流通道的出口数量多一个。6.根据权利要求5所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述分流通道还包括第二级分流通道和第三级分流通道；所述第二级分流通道提供三个二级入口以分别与三个所述一级出口连通，并形成四个二级出口；所述第三级分流通道提供四个三级入口以分别与四个所述二级出口连通，并形成五个三级出口。7.根据权利要求6所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，五个所述三级出口并排设置并汇集到所述细胞诱导区域。8.根据权利要求4所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述第一培养基入口和第二培养基入口的直径分别为500μm。9.根据权利要求6所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述第一级分流通道、第二级分流通道、第三级分流通道的宽度以及深度均为100μm。10.根据权利要求1所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述细胞诱导区域呈十字形，其纵向通道顶端与所述流体分流通道的末端连接且相通，以通入诱导液；其纵向通道底端开设废弃液出口；其横向通道两侧对称各开设细胞悬液入口。11.根据权利要求10所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述纵向通道的宽度为1mm，长度为4mm；所述横向通道的宽度为1mm，长度为6.5mm。12.根据权利要求10所述的体外肝细胞异质性培养装置，其特征在于，所述纵向通道底端废弃液出口直径为750μm。13.一种体外肝细胞异质性...
【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，高毅，王高尚，贾志栋，彭青，张志，
申请(专利权)人：南方医科大学珠江医院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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