生物人工肝-腎的微型化及其對(duì)藥物清除率的預(yù)測(cè).pdf

1、藥物在生物體內(nèi)的基本行為可分為吸收(A)、分布(D)、代謝(M)與排泄(E)四個(gè)過(guò)程，它們由不同的器官承擔(dān)，并決定了藥物的治療效果與毒副作用。因此，制藥公司往往采用模擬各器官功能的體外模型分別對(duì)候選藥物ADME進(jìn)行評(píng)價(jià)，以快速和早期地判斷其開(kāi)發(fā)潛力。由于藥物的代謝與排泄（合稱為清除）主要發(fā)生于肝臟與腎臟，肝/腎體外模型也被廣泛用于藥物清除速率（清除率）的預(yù)測(cè)，然而常用的肝/腎模型功能偏離體內(nèi)，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥物清除率。因此，本論文擬首先優(yōu)

2、化實(shí)驗(yàn)室已有的微型生物人工肝，并進(jìn)一步構(gòu)建微型生物人工腎，考察微型生物人工肝/腎反映體內(nèi)肝/腎功能及其對(duì)藥物清除率的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度，評(píng)價(jià)其作為藥物清除研究新模型的可行性。
　　在前期研究中，本實(shí)驗(yàn)室將原代大鼠肝細(xì)胞凝膠包埋于中空纖維膜內(nèi)，構(gòu)建了微型生物人工肝，且證明其可長(zhǎng)期維持體內(nèi)Ⅰ相和Ⅱ相代謝酶活性。本文進(jìn)一步對(duì)微型生物人工肝進(jìn)行培養(yǎng)條件優(yōu)化，并考察其反映體內(nèi)Ⅲ相代謝（即轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的肝膽轉(zhuǎn)運(yùn)）的能力。在優(yōu)化培養(yǎng)條件（膠原濃度0.6

3、 g/L，并加入表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子EGF）下，微型生物人工肝經(jīng)5d培養(yǎng)后重建體內(nèi)極性，且具有較傳統(tǒng)三明治培養(yǎng)模型更高的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白水平和藥物膽汁清除率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。此外，它能夠反映轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)甲氨蝶呤及紅霉素肝毒性的抑制作用。這些說(shuō)明微型生物人工肝能較高水平地表達(dá)體內(nèi)Ⅲ相代謝酶，預(yù)示其可以較好地預(yù)測(cè)藥物肝清除率。
　　隨后，我們將大鼠腎近端小管細(xì)胞（RPTC）、人腎近端小管細(xì)胞系(HK-2)和犬腎遠(yuǎn)端小管細(xì)胞系(MDCK)分別貼壁培養(yǎng)于中空

4、纖維膜內(nèi)腔，使其經(jīng)7d培養(yǎng)后形成融合單層，從而構(gòu)建了微型生物人工腎。與傳統(tǒng)單層貼壁培養(yǎng)模型相比，微型生物人工腎的線粒體活性及谷胱甘肽含量略低，但表征分化功能的細(xì)胞色素P4503A、多藥耐藥相關(guān)蛋白2及刷狀緣膜蛋白活性卻高得多，尤其是刷狀緣膜蛋白的活性更接近于體內(nèi)腎臟水平。同樣，腎功能的較好表達(dá)為預(yù)測(cè)藥物腎清除率提供了必要前提。
　　最后，我們采用微型人工肝/腎預(yù)測(cè)一系列藥物的體內(nèi)清除率，發(fā)現(xiàn)對(duì)于肝清除率（20種藥物）、腎清除率（1