研究目的:药物诱导的肝损伤是药物在临床前试验阶段被撤回的主要原因。因此,为了节省药物开发的成本,并且及时预估药物可能带来的药物肝毒性,开发一种具有良好的预测能力的体外模型具有非常重要的KD025体内实验剂量意义。现如今,体外培养的肝细胞已经被广泛用于药物不良反应的预测,其中,由于操作方法简单,成本低廉,二维状态培养下的肝细胞被广泛应用。然而许多研究表明,这种状态下的肝细胞因为形态上的改变、发生内皮-间充质转变等原因,导致肝细胞丧失极性从而失去本身特有的生理功能,因此二维培养下的肝细胞不能准确预见药物不良反应。我们前期开发了一种三维仿肝板共培养模型,具有仿生学优势,肝脏特异性功能显著性增强。经过我们的优化后,三维仿肝板共培养模型的胆汁分泌功能被显著提升,细胞色素P450酶系活性更高。最后我们以胺碘酮等具有明确肝毒性的药物以及他汀类药物为研究对象,探讨三维仿肝板共培养模型作为药物急性及慢性肝毒性体外评估和预测模型的优势。研究方法:1.使用微流控装置构建三维仿肝板共培养模型、三维无序混合共培养模型、三明治混合共培养模型及二维混合共培养模型;2.组织形态观察,观测肝细胞活力、功能检测;3.使用RT-qPCR、Western Blot、免疫荧光技术等观测肝细胞极性;4.对比不同模型对于胺碘酮等具有明确肝毒性的药物以及他汀类药物的肝毒性反应,并探究其发生机制;实验结果:1.相较于其他共培养模型,从组织形态维持角度来看三维仿肝板共培养模型表现最优,从细胞活力角度来看,其细胞活力也最佳;2.三维仿肝板共培养模型中肝细胞能够有效保证其功能性,具体体现在相较于其他共MK-4827分子式培养模型,其白蛋白分泌和尿素合成更多,在基因表达水平上,三维仿肝板共培养模型中的白蛋白(ALB)基因、氨甲酰磷酸合成酶(CPS1)基因具有更高的表达量,且CPS1基因与人原代肝细胞表达量无异;3.三维仿肝板共培养模型相较于其他共培养模型具有显著改善的代谢和生物转化功能,该模型中的Ⅰ相代谢酶、Ⅱ相代谢酶、核受体等基因的表达量明显提高;另外,其细胞色素P450酶系中的CYP3A4代谢活力也显著增强;4.三维仿肝板共培养模型中的L-02细胞展现出更好的极性表型,该模型相较于其他模型,极性相关基因如RAC1等表Medical Symptom Validity Test (MSVT)达量均显著提高:多重耐药性相关蛋白2(MRP2)等极性蛋白的表达量也显著提高;5.三维仿肝板共培养模型展现出更良好的药物肝毒性预测能力,具体的表现为药物半数抑制溶度的较低水平,并能根据该模型在一定程度上探究发生药物肝毒性的可能机制。研究结论:三维仿肝板共培养模型可促进肝细胞活力、部分重要肝功能及肝细胞极性的改善和维持,和原代肝细胞相比,CPS1基因表达无明显差异。肝细胞极性与肝细胞特异性功能密切相关,并且可促进胆汁分泌相关通路改变。本研究为三维培养下仿生肝脏生理结构提供科学依据及有力证据,培养的肝组织可作为一种更优的体外三维培养平台及基本单位,应用于药物研发、肝细胞极性研究、生物人工肝生物反应器设计、肝组织工程组织器官构建、胆汁淤积性肝损伤的研究。