肝脏是药物暴露的关键器官，对药物的代谢和毒性过程发挥着重要作用。原代肝细胞（Primary Hepatocytes）保持了完整的细胞特性及生理水平的酶和辅助因子，包括膜结合酶（如细胞色素P450混合功能氧化酶）和胞质酯酶，能够涵盖肝脏中的所有代谢途径。因此，原代肝细胞被广泛认为是构建体外肝脏模型的金标准，受到药物相互作用、药物代谢和药物毒性研究者的青睐。本文将概述基于原代肝细胞的二维（2D）和三维（3D）培养模型在药物研发中的应用。

一、原代肝细胞分离

常用的两步胶原酶灌注法用于原代肝细胞的分离，较小动物的肝脏可通过门静脉或下腔静脉灌注，而较大动物则通过肝叶或肝节段进行灌注。成功分离肝细胞的关键因素包括：使用无细胞毒性的胶原酶、合理的消化时机，以及保持良好的肝脏状态，防止缺血性损伤。原代肝细胞的标准要求包括实验开始时活率达到80%，整个实验过程中活率下降小于20%，以及具有良好的代谢功能。

二、原代肝细胞2D培养

悬浮肝细胞模型包含完整的药物代谢酶和辅助因子，适合于不同代谢清除路径的研究。然而，悬浮肝细胞的活力及酶活性随着孵育时间的增加而降低，限制在4小时以内。传统的悬浮肝细胞模型在慢代谢化合物的检测上存在局限性，因此可以采用接力方法以延长孵育时间。贴壁肝细胞的2D培养尽管展现出良好的细胞形态，但却可能因细胞极性变化及缺乏辅助细胞而影响其功能。

应用实例

原代肝细胞2D培养在药物-药物相互作用的评估中具有重要作用。在评估肝毒性时，通过观察细胞形态变化（如液泡和脂滴的聚集）及检测肝细胞坏死和凋亡，对药物的毒性反应提供了指导。

三、原代肝细胞3D培养

使用超低粘附培养等技术可形成球状体（Spheroid）模型，使原代肝细胞聚集成团。该模型的优点在于所需细胞量较少，且CYP酶活性在较长时间内几乎不变。尽管如此，球状体模型仍未能完全模拟肝脏的复杂结构。

四、原代肝细胞共培养模型

通过将不同类型的细胞在2D或3D环境中共培养，可以增强细胞间的相互作用和信号传递。共培养系统可以用于慢代谢化合物的研究及药物性肝损伤的评估。特别是，IPHASE研发的人原代肝细胞共培养系统能够有效保持药物代谢酶活性。

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