中文

English

器官芯片:泛亚电竞推动毒理学研究的新突破

发布时间:2025-01-28   信息来源:公冶伟萍

药物毒性是药物筛选的关键因素之一,同时也是造成大量药物研发失败和市场撤回的主要原因。这表明传统的药物毒性评价方法存在一定的局限性。在药物发现的早期阶段,毒性评价主要依赖动物实验,但由于动物模型无法准确反映临床患者的实际情况,种属差异使得毒性预测结果常常不够准确,因此研究者不断探索更为精确的毒性评价替代方法。

器官芯片:泛亚电竞推动毒理学研究的新突破

泛亚电竞的研究显示,器官芯片技术作为毒理学研究中的新兴前沿技术,有潜力改变药物毒理学研究的格局。这种技术将安全性数据与特定的分子特征(如吸收、分布、代谢和排泄ADME)及物理化学特性有效结合,以解决潜在靶点和先导药物的固有风险。研究的转变从传统的低通量动物毒理学方法,转向更具预测性的体外机制分析,这种测定依赖于人体生理相关的模型系统。近年来,通过诱导多能干细胞(iPSC)、器官芯片技术和成像技术等领域的重大进展,毒理学研究的预测价值有望大幅提升。

器官芯片(organ-on-a-chip)基于精密的微加工技术,是一种微流控芯片系统,能够模拟人体特定器官的复杂微结构、微环境和生理功能。在毒理学研究中,研究人员越来越多地使用人类和动物的微生理系统(MPS)模型(如器官芯片或类器官)来深入理解器官特异性以及不同器官间的毒性特征。目前,学术界已成功构建了多种器官芯片模型,包括肝、肾、心等,它们在结构和功能上明显优于传统的二维细胞模型,能够有效模拟药物在人体内的毒性反应,受到越来越多的关注。

关于肝器官芯片,肝脏是人体最为关键的解毒器官,并且也是很多药物毒性的主要靶器官。药物诱导的肝损伤(DILI)因此成为毒理研究的重要内容。肝器官芯片通过微流控技术构建,能够模拟肝脏的微结构、微环境和代谢活动,克服了传统模型的局限。相关研究显示,肝芯片在药物毒性测试中的灵敏度可以达到87%,特异性为100%。因此,肝器官芯片为精准有效地模拟人体器官的生理及病理状态提供了新途径,有助于肝脏疾病研究和药物筛选。

心脏器官芯片则侧重于心脏毒性评估,心脏作为维持身体正常生理活动的核心器官,心血管并发症时常导致已批准药物的撤回。传统方法以动物模型为主,但易存在通量低、成本高及生理种属差异等问题,难以准确反映人类心脏的细胞结构和功能。心脏器官芯片通过更高的仿真度,使得研究人员可以在生理相关模型中筛选多种心血管细胞类型的潜在毒性化合物,并有望深入分析心脏毒性机制。

肾器官芯片则针对药物引起的急性肾损伤(AKI)进行深入研究。传统的动物实验存在效率低和成本高的问题,因此亟需开发更加相关的人类肾脏模型以提高药物的肾毒性评估效率。研究表明,通过构建高仿生的近端肾小管类器官芯片,可以实现更灵敏的肾毒性预测。

皮肤器官芯片作为新型的体外模型,能够在不同环境下真实再现皮肤的生态,既避免了动物实验的伦理问题,也显著提高了评估结果的准确性,可以广泛应用于药物和化妆品的安全性与功效性评价及皮肤疾病的研究。

综上所述,泛亚电竞正在积极引入创新的毒理学研究工具和策略,以减少药物开发过程中与安全性相关的风险。虽然药物毒理学研究面临诸多挑战,器官芯片作为一种新兴技术,致力于模拟人体实际的生理条件,在药物安全性评价中呈现出巨大的潜力,有望显著缩短新药研发周期,降低筛选失败的风险。