胎盤屏障體外模型的應(yīng)用與研究進(jìn)展

齊子棠，宋殿榮

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，天津 301617；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院婦科，天津 300250）

胎盤是整個(gè)妊娠期支持胎兒發(fā)育的重要器官，在母體和胎兒之間形成血-胎盤屏障（blood-placenta barrier，BPB），通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氣體的交換來(lái)滋養(yǎng)胚胎并保護(hù)胎兒免受有害物質(zhì)的攻擊［1］。BPB 具有可調(diào)節(jié)母體-胎兒雙向物質(zhì)交換的獨(dú)特生理結(jié)構(gòu)，是防止致病微生物與外來(lái)化合物進(jìn)入胎兒血液循環(huán)系統(tǒng)的重要防線。但從20 世紀(jì)60 年代的沙利度胺（Thalidomide）海豹兒到近年感染寨卡病毒的母親所生嬰兒14%出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育缺陷［2］這些導(dǎo)致嚴(yán)重后果的公共衛(wèi)生事件來(lái)看，對(duì)BPB 系統(tǒng)的認(rèn)知尚不夠全面。由于物種之間存在形態(tài)功能的差異和倫理約束，無(wú)法通過(guò)動(dòng)物或足月娩出胎盤完全復(fù)制出在不同妊娠時(shí)期BPB 結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)外源物所致胚胎發(fā)育毒性的認(rèn)知也十分有限。有調(diào)查顯示，97%孕婦在妊娠期間至少服用1種藥物，但僅有1/3藥物安全性得到驗(yàn)證，而持續(xù)攝入藥物對(duì)子代影響的前瞻性臨床研究也需更多證據(jù)闡明其相關(guān)潛在機(jī)制［3-4］。人BPB 體外模型的構(gòu)建與應(yīng)用研究將為妊娠期安全用藥研究提供可靠的模型與理論支撐，從而進(jìn)一步指導(dǎo)臨床妊娠期相關(guān)疾病的治療。本文將對(duì)BPB轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中蛋白與代謝酶的表達(dá)、模型主要構(gòu)建方法及現(xiàn)階段應(yīng)用與發(fā)展前景進(jìn)行綜述。

1 BPB轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝功能概述

胎盤動(dòng)態(tài)地參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程并允許一些外源化合物主動(dòng)穿過(guò)BPB。合體滋養(yǎng)細(xì)胞層（syncytiotrophoblast，STB）與胎兒毛細(xì)血管中都存在參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的膜蛋白，這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在調(diào)控分子朝向或背離胎兒的過(guò)程中起關(guān)鍵作用［5］。位于母體面的頂端刷狀緣P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）、乳腺癌耐藥蛋白（breast cancer-related protein，BCRP）、多藥耐藥相關(guān)蛋白2（multidrug resistance-associated proteins 2，MRP-2）/MRP-3 和有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)體（organic cation transporter，OCT）可將進(jìn)入胎兒側(cè)的化合物再重新運(yùn)回母體，這不僅能阻止許多有害物質(zhì)透過(guò)胎盤，也導(dǎo)致諸多藥物成分透過(guò)率低。許多轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)量隨胎齡而變化，而BPB 的滲透性亦隨之改變［6-7］。臨床中，在選擇妊娠期藥物并進(jìn)行安全性評(píng)估時(shí)，應(yīng)綜合考慮孕周對(duì)其潛在影響。

胎盤的代謝活性有限（低于肝和腎），Ⅰ相酶中的細(xì)胞色素P450（cytochrome P450，CYP）深度參與胎盤代謝過(guò)程，其亞型包括CYP2（CYP2C，CYP2D6，CYP2E1 和CYP2F1），CYP3（CYP3A4，CYP3A5和CYP3A7）和CYP4B1，在妊娠早期的人胎盤中均可檢測(cè)到其mRNA和蛋白表達(dá)。足月胎盤樣本研究顯示，尼古丁攝入會(huì)導(dǎo)致CYP19A1活性降低和CYP1A1 活性升高，而苯并[a]芘等有毒化學(xué)物質(zhì)會(huì)被CYP1A1 誘導(dǎo)激活并與DNA 結(jié)合生成反應(yīng)性毒性代謝物，提示在胚胎最易致畸的妊娠早期，外源物的代謝在胚胎發(fā)育和器官形成過(guò)程中至關(guān)重要［8］。此外，Ⅱ相酶中的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferases，GST）可以與親電性分子結(jié)合減弱藥物對(duì)胎兒宮內(nèi)暴露的影響。研究表明，增強(qiáng)GST和尿苷二磷酸葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶的代謝活性有助于降低三聚氰胺向胎兒側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)；而妊娠第8 至第9 周開始表達(dá)的GSTP-1 亞型若受到氟西汀的抑制會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育毒性［9-10］這種變化是胎盤屏障防御機(jī)制的重要組成部分之一。而酶活性作為胎盤毒性的生物標(biāo)志物值得被進(jìn)一步關(guān)注。

2 體外胎盤灌注模型

2.1 構(gòu)建與評(píng)價(jià)

體外胎盤灌注模型又稱胎盤小葉灌流模型［11］，由Panigel 提出，是具有保護(hù)胎盤組織和功能完整性的評(píng)價(jià)胎盤代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)的經(jīng)典模型之一。制作方法是在保留胎盤完整的情況下，通過(guò)結(jié)扎臍動(dòng)靜脈分支穿刺置管建立單葉胎兒側(cè)循環(huán)；切除多余胎盤組織，將2 根灌注管插入胎盤母體一側(cè)的間隙2～3 mm 建立母體循環(huán)；以胎兒側(cè)灌注液損傷量＜2～4 mL·min-1作為標(biāo)志，在母體側(cè)以加入100%濃度小分子化合物安替比林2.5 h 后觀察胎兒與母體側(cè)血藥濃度比（Feto-Maternal blood concentration ratio，F(xiàn)/M）＞0.75 作為標(biāo)準(zhǔn)［12］，記錄蛋白質(zhì)和離子的轉(zhuǎn)移結(jié)果，進(jìn)而準(zhǔn)確檢測(cè)外源性物質(zhì)在胎盤內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和相關(guān)藥動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)的變化，常被作為BPB 轉(zhuǎn)運(yùn)研究的陽(yáng)性參照。

該模型因能具備胎盤完整結(jié)構(gòu)而被廣泛應(yīng)用，但由于供體之間的差異化無(wú)法控制，導(dǎo)致模型標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建十分困難；盡管灌注足月胎盤可以較好維持組織結(jié)構(gòu)，但藥物與母體或胎兒血漿的結(jié)合等因素在灌注過(guò)程中不能模仿，尤其是妊娠所處時(shí)期不同導(dǎo)致胎盤結(jié)構(gòu)有很多不同，故外源物透過(guò)率以及對(duì)胎兒影響也存在較大變化，使得該模型無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)孕期各階段藥物轉(zhuǎn)運(yùn)水平。

2.2 應(yīng)用

目前通過(guò)該模型檢測(cè)了孕期使用的各類藥物包括抗生素、抗癌、抗癲癇和降壓藥等從母體到胎兒側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)情況［13］。Broekhuizen等［14］使用該方法成功建立了健康和先兆子癇胎盤模型，分別檢測(cè)己酮可可堿通過(guò)環(huán)磷酸腺苷、一氧化氮-環(huán)磷酸鳥苷-蛋白激酶G 途徑和腺苷A1 受體拮抗引起的血管擴(kuò)張效應(yīng)以及抗炎作用，研究結(jié)果表明，腺苷A1 受體拮抗劑己酮可可堿可能成為先兆子癇治療的新選擇。Gruber 等［15］使用人類血漿蛋白包裹80 nm 聚苯乙烯納米顆粒研究其在穿越BPB 時(shí)的動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)分析分別測(cè)試人白蛋白和IgG 介導(dǎo)聚苯乙烯顆粒穿越胎盤屏障的能力，為下一步開展納米藥物的胎兒宮內(nèi)治療提供參考。近期研究人員結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算改進(jìn)模型，系統(tǒng)研究妊娠期通過(guò)OCT3介導(dǎo)和細(xì)胞旁擴(kuò)散在人胎盤合體滋養(yǎng)層上實(shí)現(xiàn)二甲雙胍雙向傳輸?shù)臐撛跈C(jī)制［16］，為臨床使用二甲雙胍提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。而Lewis等［17］將房室模型與血流（血液流動(dòng)、膜轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝）模型相結(jié)合，建立了一個(gè)有效的預(yù)測(cè)生物學(xué)行為模型，以提供量化框架并合理預(yù)測(cè)妊娠過(guò)程中因藥物使用過(guò)量導(dǎo)致胎盤功能損害進(jìn)而影響胎兒生長(zhǎng)的問(wèn)題，為體外灌流模型結(jié)合先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行下一步研究提出了新發(fā)展方向。

3 滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)模型

3.1 構(gòu)建與評(píng)價(jià)

該模型通過(guò)各類細(xì)胞系在平板或半透膜（transwell插入板）上長(zhǎng)成極密細(xì)胞層從而模擬胎盤的生理特性。通過(guò)對(duì)模式化合物在該模型中的相對(duì)轉(zhuǎn)移速率與在體外胎盤灌注模型中的轉(zhuǎn)移指數(shù)進(jìn)行比較表明，二者具有良好相關(guān)性，驗(yàn)證了該模型的價(jià)值［18］。該模型多使用從人絨毛膜癌與惡性葡萄胎中分離出的BeWo，JEG 和JAR 細(xì)胞系，可在較短時(shí)間內(nèi)傳代并表達(dá)出與典型滋養(yǎng)層相同的激素分泌特性。近年來(lái)，JEG-3 通過(guò)鳥嘌呤核苷磷酸轉(zhuǎn)移酶缺陷突變體AC1-1 與絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞融合產(chǎn)生AC1-M32和AC1-M59或與早期滋養(yǎng)層細(xì)胞融合獲得ACH-3P 細(xì)胞系［19］，能更完整的模擬出妊娠早期滋養(yǎng)細(xì)胞層的結(jié)構(gòu)與功能。另一類常用細(xì)胞系可通過(guò)人工干預(yù)使原代滋養(yǎng)層永生化獲得，包括感染逆轉(zhuǎn)錄病毒載體的孕早期絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞（extravillous cytotrophoblast，ev CTB）發(fā)展而來(lái)的HTR-8/SVneo 與通過(guò)誘導(dǎo)端粒酶活性獲得的Swan71，此類是目前研究胞外滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲、遷移和增殖的最常用細(xì)胞系［20］。

該模型為研究胎盤轉(zhuǎn)運(yùn)提供更簡(jiǎn)便、快速的構(gòu)建方法，可替代、減少毒性測(cè)試中的離體胎盤與動(dòng)物模型的使用；其成本相對(duì)較低耗時(shí)短、技術(shù)較易掌握，但缺乏生理復(fù)雜性和在體細(xì)胞微環(huán)境。而常用的BeWo 等細(xì)胞來(lái)源于惡性腫瘤，與正常滋養(yǎng)層細(xì)胞存在一定區(qū)別。永生化細(xì)胞系雖然能夠延長(zhǎng)細(xì)胞增殖的時(shí)間但失去了一些滋養(yǎng)層特有的調(diào)控特性，故相關(guān)研究?jī)H能模擬胎盤的部分機(jī)制。

3.2 應(yīng)用

滋養(yǎng)層細(xì)胞培養(yǎng)模型臨床常用于妊娠毒理學(xué)研究。通過(guò)該模型發(fā)現(xiàn)左氧氟沙星、氧氟沙星、吲哚美辛、安替比林和咖啡因等外源化合物可被轉(zhuǎn)運(yùn)至胎兒側(cè)［21-22］。近年來(lái)，有研究采用該模型發(fā)現(xiàn)，地高辛納米顆粒的P-gp介導(dǎo)的外排作用較低，比游離地高辛的胎盤滲透性高、對(duì)母體影響小，為臨床治療胎兒心血管疾病提供了一種新型治療策略［23］。Widhalm 等［24］利用HTR-8/SVneo 細(xì)胞系發(fā)現(xiàn)胎盤可通過(guò)上調(diào)二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1、鋅鐵調(diào)控蛋白1（ZRTand IRT-like protein1，ZIP1）和ZIP8 攔截金屬鎘以減少向胎兒側(cè)的運(yùn)輸?shù)瑫r(shí)會(huì)損傷其本身功能并對(duì)胎兒產(chǎn)生潛在危害，而蛋白MT2A 結(jié)合鎘激活金屬轉(zhuǎn)錄因子1 誘導(dǎo)其下游靶標(biāo)，具有有限的保護(hù)胎兒的作用。Profita 等［25］使用該細(xì)胞系評(píng)估了作為雙酚A的細(xì)胞毒性，表明其通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedprotein kinase，MAPK）/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extra cellular signal-regulated kinase，ERK）介導(dǎo)影響細(xì)胞的增殖和遷移過(guò)程，說(shuō)明BPA 會(huì)誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，提示在妊娠期間慎應(yīng)用雙酚類化合物。Martínez 等［26］分別使用BeWo和HTR-8/SVneo 細(xì)胞驗(yàn)證了香脂豆樹（Copaifera multijuga）葉水醇提取物的抗寄生蟲活性。將弓形蟲使用水醇提取物和油樹脂預(yù)孵育1 h，在之后3 或8 h 內(nèi)與選定的2 種細(xì)胞相互作用，發(fā)現(xiàn)寄生蟲黏附、侵入和在細(xì)胞內(nèi)增殖能力降低，并檢測(cè)出BeWo細(xì)胞中白細(xì)胞介素6（interleukin 6，IL-6）上調(diào)與IL-8下調(diào)，提示香脂豆樹葉水醇提取物可成為治療先天性弓形蟲病新型策略。這些研究對(duì)于深入了解妊娠期環(huán)境污染、寄生蟲感染和使用化學(xué)物質(zhì)對(duì)胎兒健康的潛在影響有重要意義。

4 人胎盤組織培養(yǎng)模型

此類模型主要分為胎盤絨毛外植體培養(yǎng)和質(zhì)膜囊泡培養(yǎng)。Song 等［27］運(yùn)用尤斯灌流室（Ussing chamber）和胎盤絨毛外植體薄片培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合模擬在體環(huán)境進(jìn)行造模，使其更接近人體胎盤的生理結(jié)構(gòu)。魯娣等［28］運(yùn)用該模型進(jìn)行中藥透過(guò)胎盤屏障藥物成分研究，發(fā)現(xiàn)黃芩有11種藥物成分可透過(guò)胎盤屏障造成胎兒宮內(nèi)暴露。該模型的研究方向主要集中于證明中藥成分透過(guò)胎盤造成的胚胎發(fā)育毒性。但目前仍存在轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制不明、可短暫體外培養(yǎng)但無(wú)法分裂增殖、建立病理性妊娠胎盤屏障模型困難等問(wèn)題。

5 體外三維培養(yǎng)模型

近年來(lái)，隨著人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化技術(shù)的成熟、微流控技術(shù)和生物打印技術(shù)的進(jìn)展，傳統(tǒng)2D 模型中存在的一些缺陷在3D 胎盤屏障體外模型中得到了進(jìn)一步完善?，F(xiàn)階段BPB 體外三維培養(yǎng)模型中類器官和胎盤微流控芯片是主流的2種方法。

5.1 類器官模型

5.1.1 模型構(gòu)建方法

Turco 等［29］在2018 年提出并利用原代細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞（cytotrophoblast cell，CTB）建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定人體胎盤類器官模型，通過(guò)與JEG-3 體外細(xì)胞系模型進(jìn)行陽(yáng)性對(duì)照并利用質(zhì)譜法檢測(cè)胎盤特異性肽和激素的分泌，表明該方法保留了妊娠早期滋養(yǎng)層的特征，包括相似的轉(zhuǎn)錄組和全局甲基化譜，對(duì)研究人類早期胎盤發(fā)育、滋養(yǎng)層和系統(tǒng)母體環(huán)境之間的相互作用具有重要意義。而后Okae 等［30］利用離體CTB 分化胎盤干細(xì)胞構(gòu)建特定模擬體內(nèi)信號(hào)因子環(huán)境，自發(fā)形成具有自我更新能力的干細(xì)胞簇，并成功分化出功能細(xì)胞模型。Cinkornpumin等［31］通過(guò)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化使原始人胚胎干細(xì)胞表現(xiàn)出源自人胎盤或囊胚的人滋養(yǎng)層干細(xì)胞（human trophoblast stem cells，hTSC）的細(xì)胞和分子表型，具有核心胎盤基因再激活能力。

5.1.2 應(yīng)用

Karvas 等［32］利用hTSC 衍生的胎盤類器官模型判斷與不良妊娠結(jié)局有關(guān)的病原體時(shí)發(fā)現(xiàn)，STB易受到SARS-CoV-2病毒的感染，而CTB更容易被寨卡病毒（zika virus，ZIKV）和水皰性口炎病毒影響，這將為后續(xù)臨床開展妊娠抗病毒及藥物治療提供體外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。利用該模型研究表明，6 種常規(guī)多酚中的天然化合物去氧土大黃苷元也通過(guò)與ZIKV 包膜（E）蛋白相互作用并下調(diào)ZIKV 受體含量，阻斷ZIKV進(jìn)入細(xì)胞，其表現(xiàn)出對(duì)ZIKV感染的強(qiáng)抑制性，具有良好的抗病毒效果，為臨床妊娠期抗病毒藥物的療效評(píng)估提供了一種新方式［33］。

近期一項(xiàng)研究利用滋養(yǎng)層細(xì)胞模型BeWo 細(xì)胞系考察了抗癲癇藥物對(duì)妊娠結(jié)局的影響，發(fā)現(xiàn)臨床常用藥物丙戊酸（alproacdic acid，VPA）會(huì)改變滋養(yǎng)細(xì)胞合體化相關(guān)基因的表達(dá)并影響其合體過(guò)程［34］；通過(guò)進(jìn)一步與hTSC模型進(jìn)行對(duì)比分析表明，hTSC 中的發(fā)育基因標(biāo)志物MEFSD2A，CGB 等表達(dá)更為顯著，并證實(shí)VPA 會(huì)降低MFSD2A 基因mRNA 水平，其表達(dá)量與新生兒體重、頭圍和胎盤重量之間呈正相關(guān)［30］。對(duì)抗癲癇藥物的胎盤毒理學(xué)評(píng)估為預(yù)測(cè)后期胎兒發(fā)育風(fēng)險(xiǎn)提供了有意義的信息，同時(shí)這種對(duì)比造模的方法也證明了胎盤類器官模型在評(píng)估藥物毒理學(xué)方向上的潛力。

5.2 胎盤微流控芯片模型

5.2.1 構(gòu)建方法

2016 年該模型被首次報(bào)道［35］，是通過(guò)人工活性膜為人滋養(yǎng)層細(xì)胞與臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞提供組織分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行生長(zhǎng)，并在動(dòng)態(tài)流動(dòng)條件下形成的仿生微流控芯片模型，通過(guò)葡萄糖跨滋養(yǎng)層-內(nèi)皮界面轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)測(cè)試胎盤屏障的生理功能與通透性，是類器官培養(yǎng)技術(shù)的補(bǔ)充和拓展，也更類似BPB 組織結(jié)構(gòu)。Blundell等［36］提出建立轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的藥物外排微流控模型用于研究肝素和格列本脲通過(guò)母胎界面的擴(kuò)散，可再現(xiàn)外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的天然功能和胎盤的有限藥物攝入能力，更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)人胎盤中的藥物運(yùn)輸，拓展了其作為非臨床藥物療效和藥物安全性測(cè)試工具的潛在用途。

5.2.2 應(yīng)用

Pemathilaka 等［37］測(cè)試了一種雙通道設(shè)計(jì)以檢查咖啡因穿過(guò)胎盤的轉(zhuǎn)運(yùn)，作為一種不能被發(fā)育中的胎兒完全代謝的分子，該研究可分別確定了母體和胎兒隔室達(dá)到穩(wěn)態(tài)濃度所需的時(shí)間并確定了咖啡因的轉(zhuǎn)運(yùn)速率，對(duì)咖啡因從母體向胎兒轉(zhuǎn)移程度提供了新見解，有助于判斷孕婦日常可服用、無(wú)胚胎毒性的安全咖啡因量。Pemathilaka 等［38］同樣利用該模型評(píng)估了阿片類受體拮抗劑納曲酮和主要活性代謝物6β-納曲醇在母胎兩側(cè)的透過(guò)性，以50 μL·h-1的流速向模型中通入293 mmol·L-1濃度的納曲酮與291 mmol·L-1的6β-納曲醇溶液并持續(xù)暴露8 h。與母體隔室初始濃度相比，胎兒隔室平均濃度僅為2.2%～2.5%，在通液6 h后細(xì)胞層開始受損，而上皮細(xì)胞層的IL-1α，IL-6 和腫瘤壞死因子α 及內(nèi)皮細(xì)胞層中的IL-1α，IL-6和IL-8伴隨胎兒室藥物濃度升高而一同增加，這為深入探究納曲酮對(duì)母體與胎兒的影響提供證據(jù)，也為后期評(píng)估其他藥物的胚胎毒性提供了全新途徑。Richardson等［39］創(chuàng)新性開發(fā)了同時(shí)具備STB，CTB 和內(nèi)皮細(xì)胞層的三通道微流控芯片模型以測(cè)試他汀類藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)與擴(kuò)散，普伐他汀在24 h 內(nèi)通過(guò)葡糖醛酸化被細(xì)胞層全部代謝，而洛伐他汀在8 和24 h 內(nèi)被CYP3A4 和CYP2D6 代謝；普伐他汀和瑞舒伐他汀都是減少與先兆子癇相關(guān)的炎癥的潛在藥物，而普伐他汀產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子IL-6和抗炎細(xì)胞因子IL-4和IL-10，瑞舒伐他汀僅產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-4，這表明瑞舒伐他汀在治療先兆子癇相關(guān)炎癥方面可能具有更好的效果。

5.3 評(píng)價(jià)和應(yīng)用前景

基于人干細(xì)胞誘導(dǎo)自組織成三維結(jié)構(gòu)的類器官模型，其包含了相應(yīng)人體組織的復(fù)雜細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能成分，克服了2D 培養(yǎng)模型在研究宿主-病原體相互作用、藥理功能評(píng)估和毒理學(xué)評(píng)估方面的局限性。目前該模型的主要研究集中在胎盤本身與疾病母嬰垂直傳播的機(jī)制上，而胎盤類器官在藥物毒性機(jī)制研究和妊娠安全用藥篩選應(yīng)用方面具有巨大潛力，值得進(jìn)一步探究。

相較于其他體內(nèi)外模型，胎盤微流控芯片模型能夠更精準(zhǔn)地模擬胎盤中的動(dòng)態(tài)微環(huán)境，這一特性使其成為研究人類胎盤生理學(xué)的新趨勢(shì)，也為相關(guān)妊娠藥物的研究提供了一種全新且更符合倫理標(biāo)準(zhǔn)的方法。在模型建立上，目前經(jīng)常使用BeWo30，ACH-3P 或JEG-3 等細(xì)胞系來(lái)代表母體通道側(cè)的細(xì)胞。然而，由于細(xì)胞系的來(lái)源問(wèn)題，尚不清楚相關(guān)細(xì)胞系是否能夠完全代表胎盤母體側(cè)功能，為解決這一問(wèn)題，在未來(lái)的研究中可以嘗試將不同滋養(yǎng)層類器官納入胎盤芯片模型進(jìn)行共同培養(yǎng)，這將進(jìn)一步提高模型與人體生理相關(guān)性，并增強(qiáng)我們對(duì)不同人群中生物變異特性的評(píng)估能力。是目前需要更完善的模型來(lái)探索胎兒宮內(nèi)暴露和發(fā)育的重要工具之一。

現(xiàn)階段，我們對(duì)胎盤藥物轉(zhuǎn)移的量化數(shù)據(jù)和胎兒宮內(nèi)暴露的潛在風(fēng)險(xiǎn)了解甚少，尤其是在最容易致畸的孕早期，因此一些學(xué)者構(gòu)建出包括子宮肌層在內(nèi)的人類母胎界面的空間分辨多組學(xué)單細(xì)胞圖譜［40］，通過(guò)解析滋養(yǎng)層分化的完整軌跡，推測(cè)導(dǎo)致滋養(yǎng)層侵襲和受精卵著床的細(xì)胞通訊事件，為孕早期胎盤三維模型的設(shè)計(jì)與制作提供更多信息，也讓構(gòu)建完整的所處不同妊娠周期的BPB 體外三維模型成為可能，這將為妊娠各時(shí)期的母體安全用藥與胎兒宮內(nèi)治療帶來(lái)更多有益思考。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，人們對(duì)藥物在胎盤不同時(shí)期的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制與潛在胚胎毒性方面的了解較少。體外胎盤灌注模型作為經(jīng)典模型對(duì)研究藥物、疾病與環(huán)境對(duì)母胎的影響有較高的應(yīng)用價(jià)值，但存在離體出現(xiàn)功能受損、維持活性時(shí)間有限的問(wèn)題。體外滋養(yǎng)層細(xì)胞系與組織培養(yǎng)模型廣泛應(yīng)用于藥物毒理學(xué)、滋養(yǎng)細(xì)胞增殖與凋亡等研究，但不能反映動(dòng)態(tài)變化；三維培養(yǎng)模型是目前研究的熱門方向，雖然由于對(duì)其認(rèn)識(shí)不足、技術(shù)相對(duì)復(fù)雜而導(dǎo)致現(xiàn)階段尚未廣泛應(yīng)用，但該類模型將有望在子宮內(nèi)膜修復(fù)、妊娠并發(fā)癥、胎盤損傷預(yù)測(cè)、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制、納米新藥物的研發(fā)、胎兒宮內(nèi)治療等方面取得更多突破。雖然體外三維BPB 模型還處于起步階段，但通過(guò)持續(xù)發(fā)展并與目前更多先進(jìn)手段結(jié)合，可能成為研究胎兒藥物暴露及不同條件下人類BPB 生理和結(jié)構(gòu)的新黃金標(biāo)準(zhǔn)，具有廣闊的發(fā)展空間。建立與人體生理狀態(tài)高度相關(guān)的BPB 體外模型對(duì)生命科學(xué)研究、組織器官重建、外源化合物對(duì)妊娠結(jié)局的影響、圍產(chǎn)期新藥研發(fā)等都具有重要意義。