橫紋肌溶解癥是一種通常由藥物攝入引起的肌肉損傷疾病，可導(dǎo)致腎功能受損和急性腎衰竭。然而，直接觀察人體肌肉損傷與腎臟損傷之間如何同時(shí)相互影響仍存在局限性。

新設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室觀察
韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）的研究人員開發(fā)出一種新設(shè)備，能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中精確重現(xiàn)這種器官間的相互作用。
由機(jī)械工程系 Seongyun Jeon 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合同系 Gi-Dong Sim 教授團(tuán)隊(duì)以及首爾大學(xué)醫(yī)院 Sejoong Kim 教授，共同開發(fā)了一種生物微流控系統(tǒng)，可在實(shí)驗(yàn)室中模擬藥物引起的肌肉損傷導(dǎo)致腎損傷的過程。
該研究的第一作者為 Jaesang Kim，成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》雜志。

芯片器官系統(tǒng)的工作原理
這項(xiàng)研究具有重要意義，它首次在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下精確重現(xiàn)了藥物引起的肌肉損傷導(dǎo)致腎臟損傷的器官間級(jí)聯(lián)反應(yīng)。該系統(tǒng)采用模塊化（可組裝）芯片器官平臺(tái)，使得肌肉和腎臟組織既能連接又可分離。
為模擬人體相近的條件，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種結(jié)構(gòu)，將三維工程化肌肉組織與近端小管上皮細(xì)胞（在腎臟功能中起關(guān)鍵作用的細(xì)胞）連接在一個(gè)芯片上。
該模塊化微流控芯片可根據(jù)需要連接或斷開器官組織。細(xì)胞和組織在芯片上以類似真實(shí)人體器官的方式培養(yǎng)，并被設(shè)計(jì)為可相互影響。
借助該裝置，肌肉和腎臟組織可在各自最適條件下分別培養(yǎng)，僅在實(shí)驗(yàn)時(shí)連接以誘發(fā)器官間相互作用。
實(shí)驗(yàn)后，兩種組織可再次分離，以便分別分析各器官的變化。該系統(tǒng)的關(guān)鍵特點(diǎn)在于能夠定量評(píng)估受損肌肉釋放的毒性物質(zhì)對(duì)腎臟組織的影響。

藥物引起的肌肉與腎臟損傷測(cè)試
利用該平臺(tái)，研究人員使用了阿托伐他汀（一種降膽固醇藥物）和非諾貝特（一種降甘油三酯藥物），這兩種藥物在臨床中已知會(huì)引起肌肉損傷。
結(jié)果顯示，芯片上的肌肉組織收縮力下降、結(jié)構(gòu)破壞，且肌肉損傷生物標(biāo)志物（如肌紅蛋白和 CK-MM）水平升高，呈現(xiàn)橫紋肌溶解癥的典型變化。
同時(shí)，腎臟組織中存活細(xì)胞減少，死亡細(xì)胞增加，且急性腎損傷常見生物標(biāo)志物 NGAL 和 KIM-1 的表達(dá)顯著上升。值得注意的是，研究人員觀察到受損肌肉釋放的毒性物質(zhì)逐步加劇腎損傷的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。