蓝氏贾第虫体外培养和筛选的微流控平台构建

【摘要】目的：蓝氏贾第鞭毛虫（Giardialamblia，简称贾第虫），是一种单细胞寄生性原虫，可使宿主罹患贾第虫病，该病呈全球性分布。目前的抗贾第虫药物大都具有严重的副作用，而传统的体外药物筛选方法操作复杂、方法易污染、无标准化气体条件，药物筛选效率低、样品及试剂消耗大。本研究拟构建一个可以模拟体内生长环境的体外培养及筛选贾第虫滋养体的集成装置，为抗贾第虫药物的研发提供一个新的平台。方法：本研究中集成装置由聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）微流控芯片及厌氧培养系统构成。其中，PDMS微流控芯片包括浓度梯度生成器（chemicalconcentrationgradientgenerator,CGG）和基于扩散的培养室阵列两部分结构；待测药物在CGG的8个出口可形成浓度梯度，流体通道内的培养基通过扩散通道与培养室进行交换，维持与体内类似的环境。厌氧培养系统为PDMS微流控芯片提供一个密闭空间，可按需要提供各种气体环境。本研究用荧光染料罗丹明123（Rhodamine123,Rh123）检测CGG的功能和基于扩散的培养室的扩散条件。利用本装置检测体外培养贾第虫滋养体的最佳气体条件；分别用96孔板和本装置在最佳气体条件下，连续72h培养贾第虫滋养体并进行了甲硝唑和替硝唑的药敏实验。结果：研究结果表明，CGG可在30s内精确迅速地形成8种Rh123浓度梯度；而在25min内培养室中Rh123的荧光强度就与流体通道几乎达到一致。气体条件检测结果表明，3%O2不足以支持贾第虫滋养体的充分生长，而5%O2时贾第虫滋养体几乎完全不能生长；相比之下，严格的厌氧条件（100%N2）或微氧（1%O2、5%CO2和94%N2）则可使贾第虫滋养体较好的生长（P<0.05），且体外培养贾第虫滋养体的最佳气体条件为微氧。此外，两种培养方式都支持贾第虫滋养体48h时的快速生长（P>0.05）；但72h时，微流控芯片中的贾第虫滋养体增长34倍，96孔板中却仅有23倍增长（与48h时相似），即在本装置中体外培养贾第虫滋养体有更长的培养周期（P<0.05）。两种培养方式下甲硝唑和替硝唑都对贾第虫滋养体生长的抑制具有剂量-效应关系；甲硝唑的IC50值分别为5.13μM和4.52μM，替硝唑的IC50值分别为2.00μM和2.85μM，两种培养方式的IC50值具有可比性。结论：本装置很好的模拟了贾第虫滋养体体内生长环境并可用于体外培养和筛选贾第虫滋养体，成功构建了高通量筛选抗贾第虫药物平台的第一步，并可广泛用于其它基于体外培养贾第虫滋养体的实验。
【作者】曾书瑞；
【导师】李雅杰；
【作者基本信息】大连大学，病原生物学，2014，硕士
【关键词】蓝氏贾第；鞭毛虫；微流控芯片；体外培养；药物筛选；

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