IPHASE/汇智和源成功推出肝细胞共培养系统-化工仪器网-手机版

在药物早期研发过程中，通过药物的体外药代动力学等数据预测人体内药代动力学参数并确定给药方案，这对降低临床试验风险以及提高新药开发的成功率有重要意义。然而，传统的肝微粒体和悬浮肝细胞模型的孵育时间短，其完整性和功能同体内连接较好。同时，对于慢代谢药物、药物毒性及小核酸药物等对肝细胞活性或结构完整性等层面有长效要求的研究，其弊端显而易见。因此，IPHASE作为体外研究生物试剂引·领者，专注研发，成功推出 HepatoMax™ 肝细胞共培养系统，延长肝细胞活性，模拟体内微环境，为药物早研提供新选择！

一、肝细胞共培养系统简介

肝细胞在体外培养时，由于缺少与邻近细胞及细胞外基质之间的联系，只形成同型细胞间的相互作用，故而会逐渐失去特异性的形态学和生物学功能。然而，通过肝细胞与非实质细胞间的共培养可模拟体内微环境从而增强肝细胞的功能。

Khetani等最早提出了微图形的肝细胞共培养系统 ( micropatterned cocultures，MPCCs) ，即HepatoPac模型。此模型是将原代人肝细胞接种到胶原图案基质上来实现细胞的选择性黏附，并使肝细胞被成纤维细胞如鼠 3T3-J2 纤维细胞包围（图1）。此共培养系统可使肝细胞在6周内保持良好的形态学及I相和II相酶活性，同时保留了白蛋白生成和尿素合成等肝脏特异性功能。HepatoPac模型提出之后，不同的学者对其进行了药物代谢研究，结果均表明 HepatoPac模型在预测低清除率化合物的代谢稳定性参数及代谢途径等具有明显优势。

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图1 HepatoPac肝细胞共培养系统简图（来源：Advances in methodologies for predicting metabolic stability for low-clearance drugs）

二、肝细胞共培养系统应用优势

自HepatoPac模型提出后，科学家们进行了多方验证，发现肝细胞共培养模型不仅是良好的预测慢代谢药物的代谢清除率、代谢途径的体外模型，更在药物转运和药物毒性等多方面应用显现出了明显的优势。

应用方向	肝细胞共培养系统优势
维持培养	常规的培养基条件下，贴壁肝细胞最多只能培养5-7天，而共培养系统中肝细胞可以长时间维持培养20-30天并且可以保存良好的形态学及I相和II相酶活性。
药物代谢稳定性试验及代谢产物鉴定	低清除率药物( low-clearance drugs) ，即慢代谢药物 ( slowly metabolized drugs or low-turnover drugs) 是一类在传统的人肝微粒体和悬浮肝细胞代谢模型中无明显的母药转化的药物，且其肝清除率( CL_h ) 一般低于30%肝血流量。传统的代谢模型在慢代谢药物的CL_int测定上具有明显的局限性，并且代谢酶表型鉴定实验及代谢产物鉴定实验也会因化合物无法产生足够的代谢转化而受到影响。给肝细胞共培养系统可长时间维持培养并且保持较高的酶活性，对于药物的代谢产物的积累比悬浮肝细胞和其他体外系统强，在预测低清除化合物的代谢稳定性参数及代谢途径等具有明显优势。
药物毒性测定	在新药开发过程中，肝毒性是药物临床试验失败和药物撤市的主要原因，药物的肝毒性一直是药物开发过程中的重点关注问题。新用于毒性筛选的肝细胞模型应具备与体内肝细胞相近的结构与功能，如细胞的极化、关键代谢酶的水平和转运体的表达等。同时，也应有一定的功能稳定性和较长的使用寿命，以进行慢性毒性检测。肝细胞共培养系统模型可以在较长时间保持肝细胞的代谢功能以及胆管侧分泌功能，其白蛋白和尿素分泌功能可维持长达6周，在药物肝毒性研究方面具有明显优势。
siRNA转染	部分肝靶向siRNA以肝细胞作为试验系统，然而常规的肝细胞贴壁后，细胞活性不足，导致细胞表达降低，mRNA及蛋白检测会受到影响；而肝细胞共培养系统可以维持增强细胞活性，增加细胞表达量，是理想的siRNA转染和siRNA介导的基因敲除研究模型，有助于阐明各研究领域的肝细胞机制以及新型RNA疗法的体外安全性和有效性研究。