一种基于肝-脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于肝

【技术实现步骤摘要】
一种基于肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法


[0001]本专利技术涉及微流控芯片技术和药物药效评价
，具体涉及一种基于该肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎降脂药效评价方法。

技术介绍

[0002]非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是一种与胰岛素抵抗和遗传易感性密切相关的代谢应激性肝损伤。在早期阶段，肝脂肪变性主要表现为肝脏内脂肪量占肝脏总重的5％以上，且无明显肝损伤迹象。若不加以干预，大约10％
‑
20％的NAFL患者可发展为非酒精性脂肪性肝炎，此时肝脏内会发生更为显著的脂质蓄积，以及肝细胞气球样变，肝细胞损伤，炎症水平上调及肝纤维化等。
[0003]NASH作为一种全身性代谢性疾病，普遍认为是由于多个器官或组织间发生复杂串扰作用而导致的疾病状态，其中脂肪组织在NASH发展进程中发挥了重要作用。
[0004]当前NASH药效评价模型分为体外细胞实验和动物模型两大类。动物模型整体性好，但造模时间长(3
‑
6个月)，且因啮齿类动物存在肥胖抵抗，成模率只有50
‑
70％，增加了药效评价的时间成本和金钱成本；也使得很多在细胞层面表现出降脂活性的化合物或中药样品，止步于动物模型。近两年来，为了实现高仿生的NASH体外模型构建，对活性化合物进行更可靠的药效评价，研究者们利用多种仿生技术，例如微流控芯片、3D打印等技术，构建针对NASH的体外模型。但当前的仿生模型多局限于肝实质细胞与非实质细胞的相互作用研究，缺乏多器官串扰作用，更没有研究过药物在多器官共存时对肝脂肪变性的治疗效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎降脂药效评价方法。本专利技术利用微流控芯片技术构建包含肝和脂肪双器官的体外仿生模型，施加特定浓度的游离脂肪酸刺激有效模拟了肥胖体征下肝脂肪变性等病理特征，在此基础上，本专利技术方法采用该模型更为全面的评价了降脂药物的治疗效果，为脂代谢性疾病的药物筛选提供了新思路。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种基于肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法，包括以下步骤：
[0008]S1.提供一种肝
‑
脂肪芯片；所述肝
‑
脂肪芯片上形成有肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室以及与所述肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室对应设置的多个细胞注入口；所述肝细胞培养腔室和脂肪细胞培养腔室的一侧各设置一灌流通道，所述肝细胞培养腔室和脂肪细胞培养腔室之间、所述肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室与与对应的灌流通道之间均通过微柱阵列连通；所述肝
‑
脂肪芯片上对应每个灌流通道均设置有至少一个储液池，所述储液池与对应的灌流通道连通，用于储存培养基；
[0009]S2.通过所述细胞注入口向肝细胞培养腔室注入肝细胞培养液，或/和向脂肪细胞
培养腔室中注入脂肪细胞培养液；再向储液池中加入培养基，并将肝
‑
脂肪芯片置于细胞培养箱中进行静置培养；
[0010]S3.取出静置培养后的肝
‑
脂肪芯片，施加游离脂肪酸(FFAs)刺激以构建肥胖体征下肝脂肪变性模型，接着将肝
‑
脂肪芯片继续进行动态培养；
[0011]S4.进行化合物降脂效果测试；
[0012]S5.进行不同肥胖体征下化合物降脂效果评价。
[0013]本专利技术的肝
‑
脂肪芯片中，肝细胞培养腔室中用于培养肝细胞，脂肪细胞培养腔室中用于培养脂肪细胞。培养基由储液池进入灌流通道，再通过微柱阵列进入到对应的细胞培养腔室中。肝细胞培养腔室和脂肪细胞培养腔室通过之间的微柱阵列实现物质交换。
[0014]进一步地，本专利技术步骤S1中，所述的肝
‑
脂肪芯片由上层芯片和下层基板封接形成，其中，上层芯片由PDMS等透气的生物相容性材料制成，下层基板由PDMS、玻璃等透明材料制备而成。
[0015]本专利技术的肝
‑
脂肪芯片中，所述微柱阵列是由多个相互间隔的微柱组成的阵列，其作用是避免流体直接冲击细胞，对细胞造成损伤。本专利技术对所述微柱的形状不限，包括但不限于三角形、梯形、圆形、长方形、正方形等。优选地，所述微柱为长方形微柱，其长度为0.1
‑
0.5mm，宽度为0.1
‑
0.5mm，高度为0.1
‑
0.5mm，微柱间的间距为0.1
‑
0.3mm。
[0016]本专利技术的肝
‑
脂肪芯片中，肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室优选为并排设置的长方形腔室。优选地，所述肝细胞培养腔室的长度为3
‑
10mm，宽度为0.5
‑
1mm，高度为0.1
‑
0.5mm；所述脂肪细胞培养腔室的长度为3
‑
10mm，宽度为0.5
‑
2mm，高度为0.1
‑
0.5mm。优选地，所述细胞肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室均设有两个细胞注入口，分别设置于培养腔室的两端。所述细胞注入口优选为圆形，其孔直径为0.5
‑
1.5mm。
[0017]本专利技术的肝
‑
脂肪芯片中，所述灌流通道优选为方形的通道，其长度为5
‑
15mm，宽度为0.5
‑
2mm，高度为0.1
‑
0.5mm。
[0018]所述储液池用于储存培养基，保证更换培养基期间，细胞可获得足够的营养物质。优选地，所述灌流通道的两端均连接有储液池，所述储液池优选为圆形，其直径为4
‑
10mm，高度为3
‑
10mm。
[0019]进一步地，步骤S2中，所述肝细胞和脂肪细胞选自人原代细胞、动物原代细胞、人源细胞系、动物的细胞系和干细胞诱导分化的人源细胞。
[0020]进一步地，步骤S2中，所述脂肪细胞为成熟脂肪细胞或间充质干细胞诱导分化形成的成熟脂肪细胞。其中，经脂肪间充质干细胞诱导分化形成的成熟脂肪细胞，诱导至第6
‑
10天时，脂肪细胞已形成差异化且细胞内脂滴较小，该分化阶段上芯片较为合适。
[0021]进一步地，步骤S2中，所述细胞的培养方式为基质胶中三维培养、球状培养、类器官培养或贴壁的二维培养；所述肝细胞和脂肪细胞的接种密度为1
×
106个/mL～5
×
107个/mL。优选地，肝细胞和脂肪细胞的接种密度分别为1
×
107个/mL和5
×
106个/mL。
[0022]进一步地，步骤S2中，所述肝
‑
脂肪芯片运行时，肝细胞培养基与脂肪细胞培养基的比例为1:3～3:1，优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.提供一种肝
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脂肪芯片，所述肝
‑
脂肪芯片上形成有肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室以及与所述肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室对应设置的多个细胞注入口；所述肝细胞培养腔室和脂肪细胞培养腔室的一侧各设置一灌流通道，所述肝细胞培养腔室和脂肪细胞培养腔室之间、所述肝细胞培养腔室、脂肪细胞培养腔室与与对应的灌流通道之间均通过微柱阵列连通；所述肝
‑
脂肪芯片上对应每个灌流通道均设置有至少一个储液池，所述储液池与对应的灌流通道连通，用于储存培养基；S2.通过所述细胞注入口向肝细胞培养腔室注入肝细胞培养液，或/和向脂肪细胞培养腔室中注入脂肪细胞培养液；再向储液池中加入培养基，并将肝
‑
脂肪芯片置于细胞培养箱中进行静置培养；S3.取出静置培养后的肝
‑
脂肪芯片，施加游离脂肪酸刺激以构建肥胖体征下肝脂肪变性模型，接着将肝
‑
脂肪芯片继续进行动态培养；S4.进行化合物降脂效果测试；S5.进行不同肥胖体征下化合物降脂效果评价。2.根据权利要求1所述的一种基于肝
‑
脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法，其特征在于，步骤S1中，所述微柱阵列是由多个相互间隔的微柱组成的阵列，所述微柱的形状包括三角形、梯形、圆形、长方形和正方形中的一种；所述灌流通道的长度为5
‑
15mm，宽度为0.5
‑
2mm，高度为0.1
‑
0.5mm；所述细胞注入口的孔直径为0.5
‑
1.5mm；所述微柱的长度为0.1
‑
0.5mm，宽度为0.1
‑
0.5mm，高度为0.1
‑
0.5mm，微柱间的间距为0.1
‑
0.3mm；所述肝细胞培养腔室的长度为3
‑
10mm，宽度为0.5
‑
1mm，高度为0.1
‑
0.5mm；所述脂肪细胞培养腔室的长度为3
‑
10mm，宽度为0.5
‑
2mm，高度为0.1
‑
0.5mm；所述储液池的直径为4
‑
10mm，高度为3
‑
10mm。3.根据权利要求1所述的一种基于肝
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脂肪芯片的非酒精性脂肪肝炎药效评价方法，其特征在于，步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀莉，韩夏荷，曲玥阳，罗勇，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：