發(fā)布日期：2017-08-29

京都大學(xué)日本綜合細(xì)胞材料科學(xué)研究所（iCeMS）的研究人員設(shè)計了一種能夠測試藥物對人體細(xì)胞的副作用的小型“體內(nèi)芯片”裝置。該裝置解決了當(dāng)前類似的微流體裝置的一些問題，并為下一代臨床前藥物測試提供了希望。

綜合心臟/芯片癌（iHCC）用于測試抗癌藥物多柔比星對心臟細(xì)胞的毒性。由iCeMS的Ken-iichiro Kamei領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然藥物本身對心臟細(xì)胞無毒性，但與癌細(xì)胞相互作用產(chǎn)生的藥物代謝物卻有毒性。

該裝置小于顯微鏡載玻片。它包含六個小區(qū)間;每兩個通過微通道連接一系列入口和閥門。氣動泵控制流體通過通道的運動。每兩個房間及其獨立的微通道系統(tǒng)構(gòu)成一個測試臺。設(shè)備中的三個測試床允許在每張床上引入微小的變化以同時比較結(jié)果。

該小組首先測試了多柔比星對小孔分離培養(yǎng)的心臟細(xì)胞和肝癌細(xì)胞的影響。該藥物對癌細(xì)胞具有預(yù)期的抗癌作用，而不會對心臟細(xì)胞造成損害。

然后他們使用iHCC設(shè)備運行測試。將心臟細(xì)胞放置在一個室中，同時將肝癌細(xì)胞置于另一個室中。將阿霉素引入循環(huán)通過連接兩個腔室的微通道的閉環(huán)系統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)基，模擬血液的循環(huán)系統(tǒng)。以這種方式，藥物以連續(xù)的環(huán)路單向流過兩個腔室。

該小組發(fā)現(xiàn)癌癥和心臟細(xì)胞都有毒性跡象。他們假設(shè)，作為多柔比星與癌細(xì)胞相互作用的代謝副產(chǎn)物的化合物引起毒性作用。

為了測試這一點，他們將多柔比星添加到分別培養(yǎng)心臟細(xì)胞和肝癌細(xì)胞的小孔中。它對心臟細(xì)胞有毒性，但對癌細(xì)胞無毒性。

當(dāng)單獨的多柔比星加入到肝癌細(xì)胞中時，產(chǎn)生的副產(chǎn)物的量太小而不能對心臟細(xì)胞有毒性。該團隊認(rèn)為這是因為基于測試所需的細(xì)胞培養(yǎng)基的量會稀釋代謝物。

相比之下，當(dāng)將多柔比星引入iHCC時，當(dāng)通過微通道循環(huán)系統(tǒng)移動時，代謝物不被稀釋，因為需要較小體積的細(xì)胞培養(yǎng)物。因此，該藥物通過其代謝物確實對心臟細(xì)胞具有毒性作用。

該設(shè)備需要進(jìn)一步改進(jìn)，但研究表明，如何在昂貴的臨床試驗之前將此設(shè)計概念用于研究抗癌藥物對心臟細(xì)胞的毒副作用。該研究發(fā)表在皇家化學(xué)進(jìn)步學(xué)會雜志上。

來源：來寶網(wǎng)