【林炳承】摘要—微流控芯片：从单细胞分析到全器官仿生

导语：生物谷将于2018年8月17-18号在上海主办「2018（第二届）微流控技术前沿研讨会」。

来源：梅斯医学

2000年代，大连化物所的微流控芯片团队先后在微流控芯片上完成了一系列的细胞培养，多种细胞共培养，多种细胞三维共培养，兔软骨组织培养，和带有肝微粒体的药物代谢等工作。

此后，大连化物所的微流控细胞研究的工作发展成两个分支，一支是微流控器官芯片研究，2010年10月由林炳承在香山会议上提出，并在2010年代由大连理工大学罗勇博士和大连医科大学刘婷姣博士分别主持发展，另一支是单细胞分析研究，由陆瑶博士在耶鲁大学介入单细胞分析团队开始，并在2015年返回大连化物所后继续进行。2016年，由陆瑶博士，罗勇博士和刘婷姣博士领衔的三个研究小组，组成一个理-工-医联合团队，瞄准精准医学和精准药学这个大的方向，以微流控芯片为基础平台，以细胞为核心对象，在从单细胞分析到全器官仿生这一长长的生物链上，开展基础研究，并取得重要进展。

单细胞分析和单细胞层面上的基因测序技术是微流控芯片研究在体外诊断领域的下一轮出口。基于微流控芯片的体外诊断的第一轮工作大多集中于即时诊断，即以核酸分析为代表的分子诊断，蛋白质分析为代表的免疫诊断和以代谢物分析为代表的生化诊断。近年的很多证据表明，细胞群体，即使是很小的群体，都有很大的异质性，这和长期以来认为的细胞群体同一性观点背离，实际上，现行基于细胞同质性的基因表达测定所得的只是一种统计平均，它没有考虑单个细胞之间很小但是很重要的变化，带有误导性。单个细胞之间在大小，蛋白水平，表达RNA的转录等方面有显著差别，而这些差别往往是肿瘤研究，干细胞生物学，免疫学，发育生物学和神经学中很多长期困惑人们的问题的关键所在。当细胞被用作药物时，则更为突出。

陆瑶博士在耶鲁大学工作期间，从活的单细胞中捡测到42种不同的蛋白质，创当时文献报导的最高捡测记录，并获国际发明专利授权，这一技术由美国Isoplexis 公司进行后续开发，2017年年底获选美国科学家杂志(The Scientist)2017 年十大医疗技术发明 第一名。陆瑶博士回国后，带领团队在大连化物所继续开展单细胞分析研究，已经在纸芯片的3D支架用于单细胞分泌组学分析中取得显著进展，同时又和大连医科大学刘婷姣博士合作，在单细胞肿瘤外泌体液态检测中有所突破。

微流控器官芯片是近十年中在微流控芯片领域急剧发展起来的一个新的分支，器官芯片和石墨烯，无人驾驶汽车等一起入选国际经济论坛(达沃斯论坛)评出的2016年十大新兴技术。评语指出，器官芯片“作为一个记忆卡大小的人体器官微缩模型，可以使研究人员用前所未有的方式见证或检验生物机制和行为，为医学研究和药物制造带来彻底的变革”。

在大连化物所团队2000年代开始的一系列微流控芯片细胞研究基础上，大连理工大学罗勇博士团队在2010年代初即开展一系列的器官芯片研究，涉及到肾芯片，肝芯片，胰岛芯片，构建了一种高集成度的三维多组织-器官微流控芯片系统, 用于药物研发中的临床前试验，测定了多种药物的吸收，分布，代谢和消除数据, 绘制了药时曲线, 评价了毒性和活性。与此同时，大连医科大学刘婷姣博士团队开展了一系列的肿瘤芯片的工作，取得了一批重要成果。近期，刘婷姣等关于精准组织切片培养的肝-肾芯片研究工作也取得了显著进展。

关于器官芯片的研究工作已列入国家重点研发计划项目，力争尽快建立“基于器官芯片技术的中药安全性和有效性评价体系”，而器官芯片技术的产业化也已被提上日程。

会议将邀请林炳承教授分享：

我们诚挚的邀请您参加本次会议，期待8月17-18号与您相聚在上海！