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肠道与肝脏类器官推动药代动力学研究2026-08-21 08:51:32

类器官可高度还原人体器官组织的细胞组成与组织结构,因此也具备了该器官的部分生理学功能,包括代谢、转运、屏障、排泄等功能,可高度还原药物在病变器官内的吸收、分布、代谢及排泄全过程从而开展药代动力学研究。肠道类器官已广泛应用于药物渗透性、转运体功能及首过代谢相关的研究。传统Caco-2单层细胞模型虽常用于考察药物的渗透性,但缺乏细胞异质性及肠道微环境的关键特征。肠道类器官由肠上皮细胞、杯状细胞及潘氏细胞等多种类型的肠组织细胞构成,能够更准确地还原肠道的屏障功能及药物的转运过程。

研究表明,稳健且可重复的人肠类器官衍生单层模型可用于考察药物从肠腔向基底侧的转运。而IBD、CeD肠道疾病的类器官模型可精准还原疾病状态下肠黏膜上皮细胞的屏障功能与代谢特征,为研究药物在病变肠道中的吸收与代谢提供了精准模型;而病原体感染的肠道类器官模型,则可用于研究感染状态下药物的肠道吸收与代谢变化。肝脏类器官由表达多种细胞色素P450酶及药物转运蛋白的不同类型的肠上皮细胞构成,可基本还原肝脏的代谢功能,解决了传统单层肝细胞培养无代谢功能,无法准确考察药物代谢途径、药物间相互作用的特点。
 
此外,肝-胆类器官所构建的胆管结构可用于考察药物及其代谢物在胆汁中的排泄,弥补了传统单层肝细胞培养无法进行胆汁收集的缺点。MASH的类器官模型可精准重现病变肝脏的代谢特征,用于考察MASH疾病状态下的肝药代动力学研究。OoC将类器官与器官芯片结合,通过微流控技术重现血流、剪切力、氧气梯度等动态微环境,进一步提升了药代动力学研究的准确性。而肠-肝芯片、肝-肾芯片等多器官芯片系统,可高度还原药物在多个器官间的协同代谢,评估药物首过效应、肝肠循环及多器官毒性相互作用,具备集成性与高通量特性,能更真实地反映全身药代动力学过程。类器官在药物的安全性评价中也具有重要应用价值。
 
出自《类器官在药物评价中的应用》作者杨柳,陈泽宇,姜德建。