CN Bio PhysioMimix Liver-12 MPS模型突破膽汁淤積性DILI預測瓶頸

藥物誘導的肝損傷（DILI）是藥物研發(fā)失敗的常見原因之一，其中膽汁淤積性DILI因機制復雜、體外預測難度很高，長期成為制藥行業(yè)藥物安全評估的“攔路虎”。

近日，Nitsche等人在《Archives of Toxicology》（2025年）發(fā)表的全新研究，為這一行業(yè)痛點帶來了突破性答案——由德克薩斯農(nóng)工大學組織芯片驗證中心（TEX-VAL）主導的這項研究，通過對不同肝臟微生理系統(tǒng)（MPS）與傳統(tǒng)2D靜態(tài)培養(yǎng)模型的詳細機制評估，清晰證實：CN Bio公司的PhysioMimix Liver-12（LC12）肝MPS模型，在膽汁淤積性DILI預測中表現(xiàn)遠超其他MPS模型及傳統(tǒng)2D培養(yǎng)，成為兼具科學性與實用性的優(yōu)選工具。曼博生物中國直售提供CN Bio PhysioMimix微流控芯片系統(tǒng)，可訪問曼博生物網(wǎng)站咨詢PhysioMimix器官系統(tǒng)信息。

圖1：文獻Exploring the potential of liver microphysiological systems of varied configurations to model cholestatic chemical effects

這項研究采用嚴謹?shù)膶φ赵O計，將CN Bio公司 PhysioMimix LC12與Mimetas公司2通道、3通道OrganoPlate兩種MPS模型，以及傳統(tǒng)2D靜態(tài)培養(yǎng)模型進行多方面對比，同時選用原代人肝細胞（PHH）、HepaRG細胞、人誘導多能干細胞衍生肝細胞（iHeps）三種核心細胞類型，結(jié)合多維度終點檢測，系統(tǒng)分析了不同MPS架構、細胞來源及培養(yǎng)格式對膽汁酸生物學、轉(zhuǎn)運體調(diào)控、代謝功能及機制性損傷通路的影響。這個跨MPS分析強調(diào)：1）生物保真度在不同系統(tǒng)之間如何變化；2）適合機械膽汁淤積研究的配置。

圖2：CN Bio PhysioMimix微流控器官芯片系統(tǒng)

作為CN Bio的核心產(chǎn)品，PhysioMimix LC12采用傳統(tǒng)微孔板尺寸，內(nèi)置12個微流控腔室，每個腔室配備培養(yǎng)基儲液池與帶支架、濾膜的培養(yǎng)孔，細胞接種于支架內(nèi)，通過氣動對接站的微泵實現(xiàn)循環(huán)培養(yǎng)基流動，流速可靈活調(diào)節(jié)，能充分模擬體內(nèi)肝臟的動態(tài)微環(huán)境。

圖3：MPS-LC12微孔板結(jié)構

相比之下，Mimetas OrganoPlate系列則通過搖板產(chǎn)生重力驅(qū)動的液體灌注，2通道96孔板含96個雙通道芯片，3通道40孔板含40個三通道芯片，細胞接種于凝膠通道，灌注方式與PhysioMimix LC12存在本質(zhì)差異，這也成為兩者性能差距的重要原因。

研究通過分析膽汁酸合成、轉(zhuǎn)運體調(diào)控（BSEP、MRP2/3等）、核受體信號（FXR、PXR等）、肝細胞應激及線粒體損傷通路、功能生物標志物（白蛋白、尿素、CYP活性）等一系列膽汁淤積相關終點，得出6大核心發(fā)現(xiàn)，全面彰顯PhysioMimix LC12的性能：

1. 穩(wěn)定的長期肝功能與代謝能力：在30天的測試周期內(nèi)，PhysioMimix LC12中的PHH和HepaRG細胞始終保持更高的白蛋白、尿素生成量，更穩(wěn)定的CYP450酶活性及膽汁酸分泌，這得益于其微環(huán)境能優(yōu)化營養(yǎng)與氧氣分布、降低剪切應力，為細胞提供更接近體內(nèi)的生長條件。

2. 只有PhysioMimix PHHs檢測到改變了膽汁酸分泌：在三種膽汁淤積誘導劑測試中，僅有PhysioMimix LC12的PHH系統(tǒng)能檢測到膽汁酸分泌減少——這一指標是膽汁淤積的核心機制特征，也是早期預測DILI的關鍵。

3. 更貼合人體的膽汁酸結(jié)合譜：PhysioMimix LC12的PHH培養(yǎng)體系主要產(chǎn)生甘氨酸結(jié)合型膽汁酸（人體主導型），而其他模型（如HepG2培養(yǎng)）多產(chǎn)生牛磺酸結(jié)合型膽汁酸，這種差異直接影響毒性機制與轉(zhuǎn)運體相互作用的準確性。

4. 早期檢測亞細胞毒性機制擾動：在其他模型無明顯響應的濃度下，PhysioMimix LC12的PHH就能檢測到膽汁酸積累、轉(zhuǎn)錄組變化及代謝抑制，為毒理學研究和風險評估爭取了寶貴時間。

5. 更貼合臨床的劑量-反應關系：其PHH培養(yǎng)體系產(chǎn)生的劑量-反應曲線，與臨床暴露閾值、已知膽汁淤積效力排名及人體相關EC50/IC50值高度匹配，大幅提升了模型的預測價值。

6. 更高的供體間重復性：與其他MPS模型相比，PhysioMimix LC12的PHH培養(yǎng)體系供體間變異性更低、實驗一致性更強，為藥物篩選、機制研究及跨研究對比提供了可靠保障。

這項研究的核心啟示的是：并非所有肝臟模型都能滿足相同的使用場景，模型的生物保真度直接取決于其系統(tǒng)架構與微環(huán)境設計。對于體外預測難度大的膽汁淤積性DILI，PhysioMimix LC12憑借科學的設計、出色的性能，為科研人員提供了生理相關性更高、機制信息更豐富的研究工具，助力藥企縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)風險，破解DILI預測難題。

想要深入研讀這項重磅研究的完整實驗細節(jié)、數(shù)據(jù)解析與機制分析，參考《Exploring the potential of liver microphysiological systems of varied configurations to model cholestatic chemical effects》（Nitsche et al., Archives of Toxicology, 2025），您可直接聯(lián)系曼博生物獲取原文。

作為肝MPS領域的明星產(chǎn)品，CN Bio PhysioMimix LC12以此次研究為佐證，重新定義了膽汁淤積性DILI體外預測的行業(yè)標準，為藥物安全評估注入新動能，助力醫(yī)藥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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