高糖誘導(dǎo)3DINS-1細(xì)胞損傷微流控芯片模型構(gòu)建.pdf

1、目的：Ⅱ型糖尿病是一種代謝方面的疾病，以體內(nèi)血糖濃度過高為特征。目前國內(nèi)外關(guān)于降糖類藥物的研發(fā)和篩選研究中，主要以動物模型和孔板模型作為研究對象，動物模型存在實(shí)驗(yàn)周期較長、實(shí)驗(yàn)過程較復(fù)雜等問題，而孔板模型中細(xì)胞處于二維狀態(tài)且為靜態(tài)培養(yǎng)，與人體內(nèi)部環(huán)境相差較大并且在加藥時容易產(chǎn)生藥物局部濃度過高的現(xiàn)象。因此，本實(shí)驗(yàn)以具有濃度梯度生成裝置的微流控芯片作為技術(shù)平臺，構(gòu)建高糖誘導(dǎo)三維大鼠胰島細(xì)胞瘤細(xì)胞（INS-1細(xì)胞）損傷模型，并實(shí)現(xiàn)促胰島素分

2、泌劑在該模型上的初步篩選。
　　材料和方法：本實(shí)驗(yàn)中的微流控芯片模型由兩層PDMS基片和一層孔徑為10μm的聚碳酸酯膜構(gòu)成。上層PDMS芯片由濃度梯度生成裝置構(gòu)成，下層PDMS芯片由INS-1細(xì)胞培養(yǎng)室構(gòu)成，兩層PDMS芯片間由一層孔徑為10μm的聚碳酸酯膜分隔。本實(shí)驗(yàn)使用基底膜樣物質(zhì)（BME）作為細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的替代物。將INS-1細(xì)胞包裹于BME中接種于下層INS-1細(xì)胞培養(yǎng)室中進(jìn)行三維培養(yǎng)。然后在注射泵的推動下，以1.

3、0μL/min的流速從芯片進(jìn)樣口緩慢通入含高濃度葡萄糖的INS-1細(xì)胞培養(yǎng)液，構(gòu)建微流控高糖誘導(dǎo)三維INS-1細(xì)胞損傷芯片模型。模型構(gòu)建成功后，在注射泵的推動下，以1.0μL/min的流速從芯片進(jìn)樣口緩慢通入含格列吡嗪的INS-1細(xì)胞培養(yǎng)液，對格列吡嗪進(jìn)行初篩。
　　結(jié)果：本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度梯度生成裝置可以生成5種不同的濃度，每個濃度均有4個不同的通道表征，滿足了一次實(shí)驗(yàn)需至少設(shè)置三組平行的實(shí)驗(yàn)要求。INS-1細(xì)胞包裹于 BME中培

4、養(yǎng)于微流控芯片內(nèi)，滿足了流動、三維生長空間的要求。格列吡嗪對微流控高糖誘導(dǎo)三維 INS-1細(xì)胞損傷芯片模型中的 INS-1細(xì)胞有保護(hù)和促進(jìn)胰島素分泌的作用，并且當(dāng)格列吡嗪濃度在0-0.24μM內(nèi)隨格列吡嗪濃度增加，保護(hù)和促進(jìn)胰島素分泌作用增強(qiáng)。對比相同濃度格列吡嗪對2D和3D培養(yǎng)條件下的INS-1細(xì)胞的作用的結(jié)果表明，微流控芯片平臺上構(gòu)建的高糖誘導(dǎo)三維INS-1細(xì)胞損傷模型比常規(guī)的孔板模型作用效果更明顯。
　　結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)成功構(gòu)建