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类器官筛选结果与传统2D分析结果间的不一致性2023-03-03 08:56:04

至于利用心脏类器官模型进行药物筛选,Mills等开发了一种基于96孔板的高通量生物工程化人心脏类器官筛选平台, 该模型同时包含成熟期与周期停滞期的心肌细胞, 具有与天然心脏组织相似的生物学特性的功能性收缩组织。研究者用此类器官筛选模型对105个小分子化合物进行筛选, 获得了通过甲羟戊酸途径发挥促增殖作用的化合物, 同时提示了类器官筛选结果与传统2D分析结果间的不一致性。他们在另一项研究中, 将磷酸化蛋白质组学技术、单核RNA测序技术与心脏类器官结合,对SARS-CoV-2感染引起的心脏损伤和功能障碍的病理机制进行研究, 最终确定了诱导心脏舒张功能障碍的炎性“细胞因子风暴”即干扰素、白介素1β和poly的联合诱导,并获得相关靶标信息,以此筛选了能预防和治疗心脏功能障碍的药物,为理解新冠肺炎病毒感染机制和治疗策略提供新见。

器官毒性是药物开发失败和撤市的主要原因,特别是药物潜在的心脏毒性。目前,使用的细胞系和动物模型的毒理学评价往往不能预测对人类心脏的不良影响。美国FDA早已将hiPSCs诱导的心肌细胞建议为心脏毒性的研究工具,而心脏类器官由于本身的人源性和生理结构特点,可能提供更准确的心脏毒性评价结果。Sallam等利用人诱导多能干细胞衍生的心脏类器官研究了免疫抑制剂他克莫司和西罗莫司在心脏移植术后的不良重塑影响,结果提示他克莫司相较西罗莫司可能导致更加不利的心脏重塑结局。而Hoang等利用基因工程化的 GCaMP6f-hPSCs 产生心脏类器官, 基于心脏分化、收缩行为和3D组织形态来评估9种致畸风险等级从A到X的药物的心脏发育毒性, 并与药物对斑马鱼全胚胎培养的体内心脏发育毒性进行比较。随着药物在妊娠风险分类等级的增加,对心脏类器官的发育毒性增加。
 
出自《心脏类器官的研究进展及在药物发现研究中的应用》作者吴迪,王守宝,杜冠华。