肝脏是药物代谢与毒性研究中最重要的器官之一，具有关键的作用。原代肝细胞（Primary Hepatocytes）保留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（Cytochrome P450）混合功能氧化酶，以及胞质酯酶，涉及肝脏的所有代谢途径。因此，原代肝细胞被广泛视为构建体外肝脏模型的金标准，尤其在药物相互作用、药物代谢及药物毒性研究中受到极大关注。本文将概述基于原代肝细胞的两维（2D）和三维（3D）培养模型及其在药物研发中的应用。

一、原代肝细胞分离

原代肝细胞的分离一般采用两步胶原酶灌注法。对于较小动物，通常通过门静脉或下腔静脉进行肝脏灌注，而较大动物则可通过肝叶或肝节段进行灌注。在成功分离肝细胞的过程中，有几个关键因素：首先，使用无细胞毒性的胶原酶；其次，掌握适当的消化时机，因为消化不足或过度均会损害细胞的活力；最后，确保良好的肝脏状态，以降低缺血损伤的风险。标准的原代肝细胞药物研究要求包括：实验开始时活率80%，实验过程活率下降<20%等。

二、原代肝细胞2D培养

悬浮肝细胞模型能够提供完整的药物代谢酶和辅助因子，适合研究不同的代谢清除途径。然而，随着体外孵育时间的延长，悬浮肝细胞的活率和酶活性会逐渐降低，通常孵育时间限制在4小时以内。为克服这一限制，可以采用悬浮肝细胞接力方法，开展长达20小时的实验。贴壁肝细胞模型通过胶原包被的培养表面进行培养，但通常会出现细胞极性和功能的改变，且缺乏必需的非实质细胞支持，限制其药物代谢能力的精准评价。

三、原代肝细胞3D培养

球状体模型通过超低粘附培养或悬滴培养等技术形成直径为150-175µm的细胞聚集体，具有良好的细胞活性并维持药物代谢相关酶的稳定性。但由于肝脏细胞的复杂结构，目前尚不能完全复制肝脏的小叶特征。肝类器官模型则基于干细胞和分化细胞构造3D结构，能够有效再现肝脏的生物学特性。

四、原代肝细胞共培养模型

原代肝细胞在共培养模型中可以与其他细胞类型（如成纤维细胞、肝窦内皮细胞）进行直接或间接相互作用，帮助研究药物性肝损伤及细胞因子的调节作用。通过强大的共培养系统如HepatoMax™，原代肝细胞能够维持良好的药物代谢酶活性，适用于慢代谢化合物清除率的研究。

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