体外三维肝细胞模型在药物肝毒性评价中的应用

何原子，张雷，吴春勇*，张峻颖

(1.中国药科大学药物质量与安全预警教育部重点实验室，江苏 南京 210009；2.中国药科大学药物分析教研室，江苏 南京 211198；3.山东省食品药品检验研究院，山东 济南 250101；4.中国药科大学中药制剂教研室，江苏 南京 211198)

肝脏是负责异源生物代谢的主要器官，也是药物及其代谢物发生不良反应的重要靶器官。据统计，在进入Ⅲ期临床试验阶段的新药中，20%以上的候选药物出现肝毒性[1-2]，每个新化学实体的经济损失高达26亿美元[3]。因此，开发可以真实预测药物诱导肝毒性(drug-induced hepatotoxicity)的肝脏模型，并用于临床前肝毒性药物筛选，对于新药研发至关重要。尽管动物模型可以在一定程度上反映药物在复杂机体内的处置情况，但实验成本高、周期长以及种属差异等缺点限制了此类模型在肝毒性预测方面的大规模应用。

人原代肝细胞(primary human hepatocytes，PHH)的平面培养模型是目前评估药物代谢和毒性的金标准模型[4]，但在2D培养过程中，原代肝细胞迅速去分化并丧失肝脏特异性功能[5]，无法有效监测长期或重复给药时的肝毒性反应[6]。

为了解决上述难题，3D细胞培养技术被用于体外肝细胞模型的构建。与传统的2D细胞模型相比，3D肝细胞模型可以在体外模拟细胞-细胞、细胞-细胞外基质(extracellular cell matrix，ECM)的相互作用，进而重现肝组织的特异性功能，为体外预测药物毒性提供了更高的生理相关性[7]。一个理想的体外3D肝细胞模型应当满足以下要求[8-11]：①在Ⅰ、Ⅱ型代谢酶、转运体以及肝脏特异性蛋白上与体内肝细胞具有一致的表型；……