用体外心脏微生理系统进行药物筛选

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nature自然科研 2017-06-19

 

《科学报告》发表了一项药物筛选的新技术,文章名为Human ipsC-based Cardiac Microphysiological System For Drug Screening applications,该技术利用人类诱导多功能干细胞为基础的体外心脏微生理系统代替动物模型,有望改进药物开发流程。

目前的药物开发中,人们利用非人类动物模型进行安全性与功效性测试,由于不能充分代表人类的生物特征,失败率高,药物的研制和开发因此受限。一些科学家认为高含量的体外系统可以帮助我们更好地预测药品毒性。由于三分之一基于安全性的药品召回都是因为心脏中毒,预测心脏中毒的体外系统就成为这个领域的重中之重。

来自美国加州大学伯克利分校的Kevin E. Healy和同事设计了一套心脏微生理系统(MPS)。这套微生理系统在四点上满足了理想的心脏中毒预测体外系统所需特征:1)细胞具有人类基因背景;2)生理上合理的组织结构(如整齐排列的细胞);3)数学上可预测地模拟人类血管灌注;4)适用多项分析模型(如生物学、电生理学和生理学)。

心脏微生理系统(MPS)。Healy et al.

Healy和同事的MPS可以使人类诱导性多功能干细胞发育的心脏组织存活并运转几周之久。他们对该心脏MPS进行了药理学研究,将其半数抑制浓度和半数有效浓度(IC50/EC50)结果分别与组织规模和细胞规模的参考值进行比较,发现MPS与前者更为接近。作者预计这种MPS将会在药物筛选和疾病模型建立上得到广泛应用。

 

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