肝脏作为药物暴露的主要器官，在药物代谢和毒性过程中的作用至关重要。原代肝细胞（Primary Hepatocytes）具备完整的细胞特性和生理水平的酶与辅助因子，包括膜结合酶，如细胞色素P450（Cytochrome P450）混合功能氧化酶及胞质酯酶，涵盖了肝脏的所有代谢路径。因此，原代肝细胞被广泛视为构建体外肝脏模型的金标准，特别是在药物相互作用、代谢和毒性研究中受到青睐。本文旨在总结基于原代肝细胞的二维（2D）和三维（3D）培养模型及其在药物研发中的应用。

原代肝细胞分离

原代肝细胞的分离通常采用两步胶原酶灌注法。小动物可通过门静脉或下腔静脉进行肝脏灌注，而较大动物则通过肝叶或肝节段进行灌注。成功分离肝细胞的几个关键因素包括：首先，无细胞毒性的胶原酶。其次，适当的消化时机，避免消化不足或过度，损害肝细胞的产量和活力。最后，良好的肝脏状态至关重要，肝细胞对缺血性损伤非常敏感，迅速冷却肝脏可降低代谢速率，防止代谢性缺氧和随后的缺血。用于制备肝细胞的标准包括活率要求和代谢验证。

原代肝细胞的2D培养

悬浮肝细胞（Suspension Hepatocytes）模型可以完整保留药物代谢酶和辅助因子，用于不同代谢清除途径的研究。然而，悬浮肝细胞的活率和药物代谢能力随着体外孵育时间的增加而降低，通常限制在4小时以内。传统的悬浮肝细胞模型在预测慢代谢化合物的清除率和代谢产物方面存在局限性，接力培养方法可延长孵育时间。

贴壁肝细胞（Plateable Hepatocytes）模型则在胶原蛋白包被的培养物表面进行培养，呈现上皮形态。虽然单一肝细胞贴壁培养存在细胞极性变化、缺乏其他相关细胞类型及无法提供足够营养等缺陷，但在药物-药物相互作用、肝毒性评估及靶向药物的研究中，仍具有重要应用。

原代肝细胞的3D培养

球状体（Spheroid）模型通过超低粘附培养、悬滴培养及磁化细胞培养等技术，形成直径可达150-175µm的球状团聚体，这些模型在维持CYP酶活性方面表现优异。此外，肝类器官（Liver Organoids）模型可以更有效地再现体内微环境，构建遗传性和感染性肝病模型，特别是在药物细胞毒性及移植研究中获得了显著进展。

原代肝细胞的共培养模型

2D原代肝细胞共培养模型通过混合不同类型的细胞以维持细胞功能。原代肝细胞与非实质细胞（如成纤维细胞、肝星状细胞）共培养，不仅有助于研究药物引起的肝损伤，还能揭示细胞因子在肝脏适应反应中的作用。

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