微型肝脏模型创新有望实现更有效的药物测试

一种由肝细胞和合成纳米支架独特创建的实验室培育微型肝脏模型已被证明能够有效模拟肝脏，有望成为一种比动物试验更符合道德的、新的、更有效的药物测试方法。

这个微型肝脏模型是在BahijjaRaimi-Abraham博士的实验室中创建的，它采用了一种将肝细胞与合成支架相结合的新方法。这些微型肝脏或3D肝球体旨在比传统的2D细胞培养模型更准确地模拟人类肝脏的结构和功能。这种方法为临床前药物筛选和毒性测试提供了一种有希望的动物模型替代方案。

“这项研究标志着我们追求合乎道德且有效的药物检测方法的一个重要里程碑。通过准确复制人类肝脏功能，我们实验室培育的微型肝脏模型不仅解决了与动物试验相关的道德问题，还为评估药物安全性和有效性提供了更可靠的平台，”药剂学高级讲师Raimi-Abraham博士说。

几十年来，药物研发研究一直使用动物模型来测试新药的安全性。然而，动物模型带来了严重的伦理问题和实际挑战，包括动物和人类之间的生理差异、高成本和组织可用性。因此，人们对开发非动物测试方法的兴趣日益浓厚，其中之一就是使用实验室培养的人类细胞模型。

肝脏是药物代谢的主要场所，在药物研发中发挥着至关重要的作用。然而，药物性肝损伤(DILI)是一个关键障碍，因为代谢反应可能导致毒性副作用。这可能导致急性肝功能衰竭，也是临床试验期间药物停用的常见因素。

为了克服这一障碍，雷米-亚伯拉罕博士的团队设计了一种新的实验室培养的微型肝脏模型，该模型由肝细胞和合成纳米支架制成，可以有效模拟肝细胞进行药物测试。合成纳米支架的构建是为了为肝细胞提供支撑结构，形成一种包含肝细胞和连接纳米支架的“细胞汤”。

他们的研究成果发表在《ACS应用材料与界面》杂志上，强调了新型实验室培养的微型肝脏的成功，这种肝脏表现出卓越的细胞组装和肝脏复制能力。进一步分析表明，与其他未使用纳米支架的微型肝脏模型相比，这些模型表现出了增强的药物代谢能力。

这表明，这种新型实验室培养的微型肝脏模型有望取代药物筛选中的动物试验。通过解决动物模型的伦理和实践问题(包括生理差异、相关的高成本和有限的组织可用性)，这种创新方法显示出作为更准确、更合乎伦理的替代方案的巨大潜力。

“这项研究是我博士生涯中的一个关键时刻，它让我收获了深刻的成就感，也让我看到了生物医学创新的未来。开发微型肝脏模型不仅证明了纳米技术在推动医学研究方面的潜力，而且也是克服复杂科学挑战的一次非常有益的经历，”中国留学基金委博士研究员、伦敦国王学院的LinaWu说道。

出于对伦理问题的考虑，包括美国食品药品管理局(FDA)和药品和保健品管理局(MHRA)在内的医疗监管机构提倡在药物研发中更多地使用非动物模型。FDA现代化法案2.0现在允许在药物和生物制品应用中使用动物试验的替代方案。BahijjaRaimi-Abraham博士和她的团队认为，他们在实验室中培育的微型肝脏代表了这一转变的关键一步。

除了微型肝脏模型，Raimi-Abraham实验室还计划应用其纳米支架技术开发其他器官模型，并创建与微生物相结合的微型器官模型，以模拟疟疾等特定传染病。进一步的研究还将更深入地研究纳米支架用于支撑模型内细胞的分子机制。