藥物的生物安全性是決定新藥研發(fā)成敗的第一要素,肝臟是藥物毒性的主要靶點,開發(fā)高效、可靠、便捷、安全的藥物肝毒性預測模型是制藥領域重點關注的難點和熱點。良好的體外毒性預測模型需要選擇適宜的細胞種類及完善的培養(yǎng)體系,以維持細胞的肝臟特異性功能。隨著技術的革新,各種藥物肝毒性評價模型應運而生,然而,受限于離體與在體環(huán)境的固有差異,任何模型都有其優(yōu)勢和局限性,只能通過不斷優(yōu)化模型體系,或針對性的選擇特定的模型,才能獲得更為準確的評價結果。本文綜述了體外藥物肝毒性預測模型的研究現(xiàn)狀,涉及主流的體外模型的構建方法、特點屬性、改良方案及應用前景,希望能為肝毒性研究提供一些新的思路。 

【文章來源】：生命科學儀器. 2020,18(04)

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

2D培養(yǎng)的人原代肝細胞用于非酒精性脂肪肝病模型研究[31]FA,脂肪酸;MDP,單烷基戊烷(顯示脂滴)

為了在更長的培養(yǎng)周期內(nèi)保持肝細胞的功能,研究人員開發(fā)了一種簡單的三明治結構,將肝細胞放置在兩層膠原或人工基底膜構成的基質(zhì)之間,細胞可以恢復成與體內(nèi)相似的多邊形形態(tài),且白蛋白分泌、藥物代謝酶活性、膽汁排泄率等功能得以維持[28,33,35]。同時,在基質(zhì)的作用下,還能形成極化的細胞表面域,形成分別介導細胞攝取和膽汁流出的功能性基底側(cè)膜(肝竇間隙)和頂端膜(膽小管)區(qū)域,特別適用于膽管毒性的機制研究以及膽汁淤積相關的轉(zhuǎn)運蛋白調(diào)節(jié)、肝膽藥物轉(zhuǎn)運、藥物相互作用的研究[33,36]。Foster等人描述了一種肝素-聚乙二醇水凝膠夾心法體外培養(yǎng)大鼠原代肝細胞,肝素-水凝膠夾心較膠原夾心體系表達更高水平的白蛋白和細胞色素P450,在培養(yǎng)15天后能形成廣泛分布的膽小管網(wǎng)絡(圖2)[37]。但隨著培養(yǎng)時間的延長,細胞功能的下降仍然不可避免,因此,基質(zhì)的存在形式仍有很大的優(yōu)化空間。2.3 3D培養(yǎng)

肝臟中除肝實質(zhì)細胞外,還有內(nèi)皮細胞、星狀細胞和Kupffer細胞等。肝臟內(nèi)的毒性反應往往是有由種細胞參與,經(jīng)細胞間相互作用介導的,因此,僅憑借肝實質(zhì)細胞模型來預測肝毒性,其可靠程度是有限的。結合細胞球的優(yōu)點,引入更為豐富的細胞成分,可以促使肝實質(zhì)細胞與非實質(zhì)細胞(non-parenchymal cells,NPC)形成異種細胞-細胞間接觸,形成具有頂端膜-基底側(cè)膜的極性結構。有研究團隊構建了3D支架與人類肝細胞、星狀細胞、庫普弗細胞和內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)體系,通過對細胞間膽小管樣結構的形成、緊密連接的建立以及細胞反應性等方面進行檢測,證實多細胞培養(yǎng)體系可以更好的維持肝細胞表型及肝功能達90天[48]。這些更復雜、更持久的體外細胞培養(yǎng)模型,支持藥物的多種不良反應的檢測以及長期重復藥物處理,體現(xiàn)出3D培養(yǎng)在未來的臨床前肝毒性測試中的優(yōu)勢[49]。2.4 微流控技術


本文編號：3324856