高糖誘導3DINS-1細胞損傷微流控芯片模型構建.pdf

1、目的：Ⅱ型糖尿病是一種代謝方面的疾病，以體內血糖濃度過高為特征。目前國內外關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，動物模型存在實驗周期較長、實驗過程較復雜等問題，而孔板模型中細胞處于二維狀態(tài)且為靜態(tài)培養(yǎng)，與人體內部環(huán)境相差較大并且在加藥時容易產生藥物局部濃度過高的現(xiàn)象。因此，本實驗以具有濃度梯度生成裝置的微流控芯片作為技術平臺，構建高糖誘導三維大鼠胰島細胞瘤細胞（INS-1細胞）損傷模型，并實現(xiàn)促胰島素分

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

3、0μL/min的流速從芯片進樣口緩慢通入含高濃度葡萄糖的INS-1細胞培養(yǎng)液，構建微流控高糖誘導三維INS-1細胞損傷芯片模型。模型構建成功后，在注射泵的推動下，以1.0μL/min的流速從芯片進樣口緩慢通入含格列吡嗪的INS-1細胞培養(yǎng)液，對格列吡嗪進行初篩。
　　結果：本實驗設計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，滿足了一次實驗需至少設置三組平行的實驗要求。INS-1細胞包裹于 BME中培

4、養(yǎng)于微流控芯片內，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三維 INS-1細胞損傷芯片模型中的 INS-1細胞有保護和促進胰島素分泌的作用，并且當格列吡嗪濃度在0-0.24μM內隨格列吡嗪濃度增加，保護和促進胰島素分泌作用增強。對比相同濃度格列吡嗪對2D和3D培養(yǎng)條件下的INS-1細胞的作用的結果表明，微流控芯片平臺上構建的高糖誘導三維INS-1細胞損傷模型比常規(guī)的孔板模型作用效果更明顯。
　　結論：本實驗成功構建