**摘要：**  
随着药物代谢研究、肝毒性评价以及肝脏疾病模型研究不断发展，传统二维肝细胞培养体系由于难以维持长期肝功能与细胞间相互作用，逐渐难以满足现代体外研究需求。近年来，基于人原代肝细胞（Primary Human Hepatocytes，PHH）的3D肝球模型逐渐成为肝脏研究的重要方向。相比传统2D培养，3D肝球能够更好模拟体内肝脏微环境，并维持较稳定的代谢酶活性与肝功能。本文围绕LifeNet Health人原代肝细胞3D肝球培养方案展开介绍，并结合细胞复苏、接种密度、培养维护以及肝球形成特征，分析长期稳定3D肝球模型在药物代谢、肝毒性评价以及肝疾病研究中的应用价值。

**关键词：**  
人原代肝细胞；Primary Human Hepatocytes；3D肝球；肝细胞球体；LifeNet Health；肝毒性；药物代谢；ADME；肝细胞培养；长期培养模型

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# 一、为什么3D肝球模型正在逐渐替代传统2D肝细胞培养？

在肝脏疾病研究、药物代谢评价以及再生医学研究中，肝细胞培养体系的生理相关性一直是影响实验结果的重要因素。传统二维培养虽然操作简单，但由于缺乏真实的空间结构以及细胞间相互作用，肝细胞在培养过程中往往会快速失去部分代谢功能与成熟表型，因此难以长期维持稳定肝功能。

近年来，随着药物研发对长期代谢研究、慢性毒性评价以及复杂肝疾病模型需求不断增加，研究人员开始越来越关注更接近体内状态的3D培养体系。相比传统二维培养，3D肝球模型能够更好保留肝细胞之间的空间结构与细胞通讯，并维持较稳定的肝功能相关基因表达，因此逐渐成为肝脏研究中的重要工具。

尤其在人原代肝细胞研究中，3D肝球体系能够帮助细胞形成更加接近体内肝组织的微环境，从而提高白蛋白分泌、CYP450代谢酶活性以及长期培养稳定性。这使其在药物代谢、肝毒性评价以及肝疾病研究方向具有更高应用价值。

![人原代肝细胞球体形成](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/74eb28e904d50174eee6880efedcb25f.png)

*图1：人原代肝细胞球体形成示意图。*

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# 二、LifeNet Health 3D肝球培养方案为何更加关注培养一致性？

在人原代肝细胞3D培养过程中，实验结果往往容易受到细胞状态、接种密度、培养基体系以及换液频率等多个因素影响。不同实验室之间即使使用相同细胞来源，也可能因为培养流程差异而出现肝球大小不均、代谢功能下降或长期培养稳定性不足等问题。

因此，近年来越来越多研究开始强调标准化培养流程的重要性。LifeNet Health基于长期人原代肝细胞研究经验，对3D肝球培养流程进行了系统优化，并围绕培养基配方、细胞复苏、接种密度以及后续培养维护建立了相对统一的操作体系。

在培养基方面，方案中分别设置了铺板培养基、维持培养基以及复苏培养基，并通过预混补充剂体系减少人工配比差异带来的影响。与此同时，培养基制备过程中还强调无菌操作、过滤灭菌以及预热处理，以降低培养过程中外部因素对肝球稳定性的影响。

研究人员认为，这种标准化培养流程能够减少实验间差异，并帮助获得更加稳定且重复性更高的3D肝球模型。

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# 三、人原代肝细胞复苏与接种过程为何对3D肝球形成如此重要？

在人原代肝细胞3D培养中，细胞复苏阶段往往是影响最终成球质量的重要步骤之一。由于原代肝细胞对温度变化与机械刺激较为敏感，因此在冻存、解冻以及接种过程中，如果操作不稳定，可能导致细胞活率下降，进而影响后续球体形成。

在相关培养流程中，研究人员通常会强调液氮转运、快速控温解冻以及温和操作等关键步骤。例如，冻存细胞在从液氮罐取出后，需要尽量避免温度波动，并在37℃条件下快速完成解冻，以减少冰晶对细胞膜造成损伤。

与此同时，接种密度同样是影响肝球形成的重要参数。研究显示，当细胞密度过低时，细胞之间难以形成稳定聚集；而当密度过高时，则可能导致肝球中心区域营养供给不足，从而影响长期培养稳定性。

在相关方案中，通常推荐15,000 cells/mL或30,000 cells/mL等接种条件，以帮助形成直径约150-200 μm的均一肝球结构。形成良好的肝球通常边缘清晰、结构紧密且呈半透明状态，而形态不规则或颜色较深的球体则可能提示培养状态异常。

![肝球体形成图像](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/f4372fc355244cb733ca311f37be63be.png)

*图2：不同状态肝球体形成图像。良好肝球通常表现为边缘清晰、结构致密且半透明。*

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# 四、长期稳定培养为何是3D肝球模型的重要优势？

相比传统二维培养体系，3D肝球的重要优势之一在于能够维持更长期的肝功能状态。因此，在3D肝球培养过程中，后续培养维护与换液策略同样十分关键。

在长期培养中，研究人员通常会采用半量换液方式，以避免剧烈液体流动破坏肝球结构。相关培养方案中，细胞接种后前几天通常保持静置培养，使细胞能够自然聚集形成稳定球体结构，随后再逐步进入维持培养阶段。

与此同时，定期半量换液既能够提供稳定营养供给，也有助于降低代谢废物积累对细胞功能的影响。这种培养方式能够在一定程度上延长肝球功能维持时间，并减少频繁操作带来的结构损伤风险。

对于长期药物暴露实验、慢性毒性评价以及长期代谢研究而言，这种稳定培养体系能够提供更加接近体内长期暴露状态的研究条件，因此逐渐受到越来越多关注。

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# 五、3D肝球模型在药物代谢与肝疾病研究中的应用价值

随着体外肝模型不断向高生理相关性方向发展，3D肝球体系正在被越来越广泛地应用于药物研发与疾病研究领域。

在药物代谢研究中，3D肝球由于能够维持较稳定的CYP450代谢酶活性，因此可用于长期代谢研究以及慢性药物暴露评价。相比传统二维培养，其对于药物代谢路径、代谢产物生成以及长期毒性研究通常具有更高参考价值。

在人原代肝细胞相关研究中，3D肝球还可用于构建NASH、肝纤维化以及药物性肝损伤等疾病模型，从而帮助研究人员分析疾病相关机制。

此外，在毒理学研究中，3D肝球还能够用于环境污染物、食品添加剂以及复杂化学物质对肝脏影响的长期评价，因此近年来在ADME与安全性评价方向的应用逐渐增加。

![人原代肝细胞与培养体系](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/9201f0988454384189738203751fad44.jpg)

*图3：人原代肝细胞及相关培养体系。*

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# 六、3D肝球模型正在推动更高生理相关性的体外肝模型发展

随着NAMs（New Approach Methodologies）与高生理相关性体外模型研究不断发展，3D肝球模型正在逐渐成为现代肝脏研究的重要组成部分。

相比传统二维培养体系，基于人原代肝细胞建立的3D培养模型能够更好模拟体内肝脏组织环境，并在长期代谢、药物毒性以及疾病建模研究中展现出更高稳定性。

与此同时，随着培养体系标准化、生物材料优化以及长期培养技术不断进步，未来3D肝球模型还有望进一步与器官芯片、微流控系统以及多器官联合模型结合，从而建立更加复杂的人体相关性研究平台。

对于需要开展长期药物代谢研究、肝毒性评价以及慢性肝疾病研究的实验室而言，稳定的人原代肝细胞3D培养体系，预计将在未来发挥越来越重要的作用。

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# 七、总结

近年来，随着肝脏研究逐渐向高生理相关性方向发展，3D肝球模型正在逐渐替代部分传统二维培养体系。相比2D培养，基于人原代肝细胞建立的3D肝球能够更好维持细胞间相互作用、代谢功能以及长期培养稳定性，因此在药物代谢、肝毒性以及疾病模型研究中具有较高应用价值。

相关培养方案显示，通过标准化细胞复苏、接种密度控制以及长期维持培养，可获得形态均一、结构稳定且功能持续的人原代肝细胞球体模型。这类长期稳定3D肝模型正在成为现代ADME研究、慢性毒性评价以及肝疾病机制研究中的重要工具。

本文基于原代人肝细胞、3D肝微球等应用文章和公开资料曼博生物整理，用于科研与技术交流和实验参考。

摘要：  随着药物代谢研究、肝毒性评价以及肝脏疾病模型研究不断发展，传统二维肝细胞培养体系由于难以维持长期肝功能与细胞间相互作用，逐渐难以满足现代体外研究需求。近年来，基于人原代肝细胞（Primary Human Hepatocytes，PHH）的3D肝球模型逐渐成为肝脏研究的重要方向。相比传统2D培养，3D肝球能够更好模拟体内肝脏微环境，并维持较稳定的代谢酶活性与肝功能。本文围绕LifeNet Health人原代肝细胞3D肝球培养方案展开介绍，并结合细胞复苏、接种密度、培养维护以及肝球形成特征，分析长期稳定3D肝球模型在药物代谢、肝毒性评价以及肝疾病研究中的应用价值。

人原代肝细胞3D肝球培养技术解析：LifeNet长期稳定肝球模型在药物代谢与肝脏研究中的应用

随着药物代谢研究、肝毒性评价以及肝脏疾病模型研究不断发展，传统二维肝细胞培养体系由于难以维持长期肝功能与细胞间相互作用，逐渐难以满足现代体外研究需求。近年来，基于人原代肝细胞（Primary Human Hepatocytes，PHH）的3D肝球模型逐渐成为肝脏研究的重要方向。相比传统2D培养，3D肝球能够更好模拟体内肝脏微环境，并维持较稳定的代谢酶活性与肝功能。

应用科学家

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探索3D肝球模型如何提升肝脏研究：基于LifeNetHealth人原代肝细胞，实现长期稳定培养，增强药物代谢与肝毒性评价的生理相关性，推动ADME及肝病研究进展。

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