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目的：转移是肿瘤致死的主要原因。大多数肿瘤转移具有器官选择性，肺、肝和骨等是最常见的转移器官。本研究目的为以微流控芯片为平台构建肿瘤多器官转移的体外模型，并利用该模型考察唾液腺腺样囊性癌及乳腺癌的多器官转移过程。方法：本实验通过光刻胶技术制备SU-8模板，选用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)作为芯片材料。芯片模型分四层，分别为上下两层PDMS层、中间夹层的聚酯碳酸酯膜及下层的玻璃基底。实验中通过预聚物热固化的方法使两层PDMS与中间夹层的聚酯碳酸酯膜形成紧密的封接，通过等离子处理实现PDMS与玻璃基底的不可逆封接。人脐静脉血管内皮细胞（Humanumbilical vein endothelial cells, HUVECs）于聚酯碳酸酯膜上培养，模拟体内的血管内皮屏障；并通过10kDa FITC-Dextran评价其透过性。原代肺、肝、骨、肌肉细胞提取自雄性SD大鼠的新鲜组织，分别种入下层PDMS的四个培养池中，模拟不同的靶器官。不同浓度的趋化因子CXCL12种入下层PDMS，作为阳性对照。经过细胞示踪剂标记的唾液腺腺样囊性癌细胞系（ACC-M）、乳腺癌细胞系（MCF7和MDA-MB-231）通过微量注射泵控制，以恒定的流速通过上层PDMS的微通道中，模拟血液循环中的肿瘤细胞（Circulation of tumor cells, CTCs）。进而，采用鼠尾静脉注射肿瘤细胞的方式，体外构建BALB/C小鼠肿瘤肺转移动物模型，与芯片模型的实验结果相比较，进行芯片模型的可靠性验证。基于构建的肿瘤转移芯片模型，考察CXCR4受体拮抗剂AMD3100对肿瘤转移的抑制作用。结果：本研究构建了肿瘤多器官转移微流控芯片模型，模型包括两个主要功能模块，上层PDMS包含4条分枝状的微通道，用于模拟血管；下层PDMS包括4个培养池，可以接种不同的细胞或组织，用于模拟不同的器官。我们在芯片模型上考察了趋化因子CXCL12诱导的肿瘤转移，结果表明，趋化因子CXCL12能够诱导CXCR4表达阳性的MCF7、MDA-MB-231、ACC-M黏附于血管内皮屏障上，随着CXCL12浓度的增加，黏附细胞数量显著增多。ELISA结果显示来源于小鼠肺、肝、骨的原代细胞分泌CXCL12，骨骼肌细胞几乎不分泌CXCL12。我们在芯片模型上考察了原代细胞诱导的肿瘤转移，结果表明在原代细胞的诱导下，MCF7、MDA-MB-231、ACC-M转移的细胞数量出现差异，肺、肝、骨诱导下的转移细胞数量明显高于骨骼肌组。以鼠尾静脉注射ACC-M构建肿瘤肺转移模型，结果表明ACC-M细胞出现肺转移，提示芯片模型结果与动物模型结果基本一致。我们在芯片模型上考察了在CXCR4受体拮抗剂AMD3100对ACC-M转移的抑制作用，结果发现AMD3100可以抑制CXCL12及原代肺细胞诱导的ACC-M的转移。结论：本研究以微流控芯片为平台，体外建立了肿瘤多器官转移模型。通过与肺转移动物模型相比较，芯片模型结果与动物模型结果基本一致，提示该芯片模型有望在某种程度上取代动物模型。芯片模型和动物模型研究都提示AMD3100能够抑制ACC-M的肺转移。