建立肝模型的强力体外工具

  • 冻存的且便于使用的人及大鼠kupffer细胞
  • 可以建造正常及炎症肝脏的状态模型——可依您所需比例定制
  • 可评估细胞因子介导的毒性作用

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非实质细胞可以更好地表现正常肝脏的生理状态

我们的肝源共培养体系使用了kupffer细胞,对于肝脏建模来说是一种强有力的体外工具。肝细胞单一培养是ADME/Tox相关研究中的一种标准体外模型,可用于代谢作用及药物间相互作用研究。但是,越来越多的证据 (1-7)表明肝细胞的单一培养体系并不总能体现真实的生理状态。

更多的证据(1-7) 表明在正常及病理状态下,肝脏细胞的很多功能是由邻近非实质细胞(NPC)所释放的物质来调控的。这些细胞在肝脏异生物质代谢的调控中起到了重要作用,尤其是kupffer细胞。大量研究表明肝细胞与kupffer细胞的共培养可以更好地体现正常及疾病状态下肝脏的生理状况。

Figure 1— Model normal and inflamed liver states.  These models enable researchers to study the interactions between hepatocytes and Kupffer cells during liver inflammation.

图1: 建立正常及炎症状态下肝细胞模型。这些模型可以帮助研究人员研究肝脏炎症过程中肝细胞与kupffer细胞间的相互作用。

  • kupffer细胞在重构及维持肝细胞外基质中扮演了活跃角色。
  • kupffer细胞可以分泌一种强力的炎症反应介导因子,从而控制肝脏的炎症反应。
  • kupffer细胞的细胞介导因子可以通过与一阶段及二阶段酶的相互作用来控制肝细胞代谢速率。

评估细胞因子介导的P450抑制作用

kupffer细胞与肝细胞的共培养体系可以在促炎性细胞因子或LPS处理72小时后进行自组装,并且可以通过高效调控共培养体系中的P450表达水平来行使功能。相比kupffer细胞单独培养系统,共培养体系在72小时时表现出了IL6的明显上调。这解释了kupffer细胞与肝细胞间的功能性及自组装过程(图2及图3)。这种功能可以通过大鼠共培养体系中CYP3A及CYP1A2活性的调节而得到进一步证明(图4)。



图2(上方)——LPS及IL2处理24、48及72小时后kupffer细胞中IL6的生成。如预期一样,LPS处理激活后,24小时后IL6的生成显著上调,然后渐渐下降,表明了kupffer细胞对LPS长期刺激的脱敏作用。

 

图3(如上)- LPS及IL2刺激24、48及72小时后kupffer细胞与肝细胞共培养体系中IL6的生成。可以发现在24、48及72小时等所有时间点中,共培养体系中的IL6均表现为显著上调。这表明kupffer细胞与肝细胞的细胞间自组装作用可以协同帮助这些细胞在炎症解析过程中可以行使功能。

 

图4(如下)- LP3及IL2刺激72小时后共培养体系中CYP3A23及CYP1A2酶活性的调控。可以发现在IL2处理后CYP3A23及CYP1A2的活性降低了接近80%。

Figure 4 — Modulation of CYP3A23 and CYP1A2 enzyme activities in co-cultures after LPS and IL2 stimulation for 72 hrs.  Note near 80% decrease of CYP3A23 and CYP1A2 after IL2 treatment.

 

技术资源

出版文献

  1. Recent advances in 2D and 3D in vitro systems using primary hepatocytes, alternative hepatocyte sources and non-parenchymal liver cells and their use in investigating mechanisms of hepatotoxicity, cell signaling and ADME. Godoy P, et. Al. 2013 Aug.
  2. Kupffer cells in the liver. Dixon LJ, et. Al. 2013 Apr.
  3. A long-term three dimensional liver co-culture system for improved prediction of clinically relevant drug-induced hepatotoxicity. Kostadinova R, Et. Al. 2013. Apr
  4. Multi-cell type human liver microtissues for hepatotoxicity testing. Messner S, et. Al. 2013 Jan.
  5. Organotypic liver culture models: meeting current challenges in toxicity testing. LeCluyse EL, Et. Al. 2012 July
  6. Hepatocyte and kupffer cells co-cultured on micropatterned surfaces to optimize hepatocyte function. Zinchenko YS, et. Al. 2006 Apr.
  7. Kupffer cell-mediated IL-2 suppression of CYP3A activity in human hepatocytes. Sunman JA. 2004 Mar

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