肝脏作为人体内负责药物代谢、生物转化以及清除毒性物质的关键器官,在药物研发过程中占据着重要的地位。药物性肝损伤(Drug-Induced Liver Injury, DILI)是导致新药研发失败、临床试验中止甚至上市药物退市的主要原因之一,其风险贯穿药物生命周期的各个阶段。统计数据显示,约60%具有潜在肝毒性的药物在临床前阶段未能被有效识别,直到进入临床试验后才暴露出毒性。这不仅造成了巨大的研发资源浪费,也严重威胁到患者的用药安全。
为降低DILI的风险、提高毒性预测的准确性,建立可靠的毒理学评估体系已成为新药开发中的关键环节。目前,主流的毒理学评估方法包括动物模型和二维人源细胞模型。尽管动物模型系统完整,但面临伦理争议、成本高和跨物种差异等多重挑战;而二维人源细胞模型则难以完全模拟体内环境。因此,迫切需要一种同时具有丰厚人源背景、仿生特性强、功能长期维持并能适配高通量筛查的新型体外肝毒性模型。
类器官(Organoids)是由干细胞在三维培养条件下自组织形成的微型器官结构,具备良好的组织分层和功能。肝脏类器官(Liver Organoids)通常由人诱导多能干细胞(iPSC)或成体干细胞分化而来,形成包含多种细胞类型的复杂结构。由于其高度仿生的多细胞组成,肝脏类器官能够更准确地模拟体内肝脏的代谢功能和毒性反应,成为理想的替代方案。
自2013年荷兰Hubrecht研究所首次构建出人源肝脏类器官以来,其在药物诱导肝毒性评估中的优势不断被验证。同时,政策层面也在积极推动该技术的发展。2021年9月,FDA发布白皮书,将类器官及器官芯片纳入DILI安全性评估体系。随着政策的支持与技术的进步,肝脏类器官在药物研发的各个阶段的应用场景日益丰富。
在药物毒理检测方面,肝脏类器官能够识别代谢依赖性或隐匿性毒性药物,弥补传统模型的不足;在药物代谢研究中,肝脏类器官能够稳定表达多种关键代谢酶,适用于评估CYP酶诱导、胆红素代谢等药代动力学指标。此外,肝脏类器官还能够构建脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、胆汁淤积等疾病模型,支持机制研究和药物筛选。
作为国内类器官产业化的先行者,ACROBiosystems(人生就是博-尊龙凯时)依靠深厚的技术积累,拥有稳定可靠、可规模化生产的人iPSC来源肝脏类器官产品。通过ACRO自主开发的肝脏类器官分化试剂盒,无需基质胶,仅需约24天即可将iPSC稳定分化为肝脏类器官。这一简化流程确保了批次间的一致性和可重复性,为大规模应用奠定了良好基础。
实验结果显示,这些肝脏类器官包含多种关键肝脏细胞类型,能够有效模拟病理刺激下的炎症反应及相关通路激活。同时,通过使用肝毒性阳性药物对细胞活力的影响评估,可以发现肝脏类器官能够有效模拟药物对肝细胞的直接损伤。此外,通过检测氧化应激反应,研究发现类器官可以模拟药物代谢反应,具有良好的肝毒性评估能力。
ACROBiosystems不仅提供肝脏类器官,还涵盖心脏、脑、肠道、肺等多类型类器官产品,助力药物研发的高效与精准。每种类器官都包含多种细胞类型,确保能够再现各个器官的生理结构;并且通过标准化体系,保证批次间的一致性,满足高通量筛选的需求。加之全面的数据支持与技术服务,ACROBiosystems致力于推动药物研发的进步,提升安全性与有效性。