基于細胞3D打印技術(shù)的藥物肝毒性模型研究.pdf

1、在新藥創(chuàng)制領(lǐng)域，由于高通量篩選脫離體內(nèi)系統(tǒng)環(huán)境，動物模型篩選存在種屬差異，現(xiàn)有藥物篩選技術(shù)成功率很低。細胞3D打印技術(shù)，能夠按照設(shè)計的三維模型準(zhǔn)確地定位裝配細胞/材料復(fù)合物，為用人源細胞構(gòu)建復(fù)雜組織器官模型，用于高內(nèi)涵藥物篩選和生物研究提供了新的技術(shù)可能。在藥物開發(fā)中，藥物的肝臟毒性是藥物在人體試驗水平失敗的主要原因之一，用人源細胞打印肝組織檢測藥物肝毒性，具有重要的理論和實際應(yīng)用價值。本論文研究基于生物3D打印技術(shù)和人源細胞打印3D肝

2、組織，并驗證模型的準(zhǔn)確性和用于藥物肝毒性篩選的可行性。
　?。?）本文首先對細胞3D打印技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀做了簡要綜述，在總結(jié)現(xiàn)有體外藥物肝毒性篩選模型優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，探討了基于細胞3D打印技術(shù)構(gòu)建體外肝毒性模型的可行性和技術(shù)基礎(chǔ)。
　?。?）系統(tǒng)介紹了團隊開發(fā)的3D Bio-printer的軟硬件系統(tǒng)的組成。在比較C3A細胞和xenotech細胞形態(tài)，增殖率以及藥物代謝酶基因表達的基礎(chǔ)上，優(yōu)選C3A作為種子細胞。結(jié)構(gòu)顯示，基

3、于3D Bio-printer打印C3A和明膠/海藻酸鈉水凝膠而制備的三維肝組織模型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，細胞存活率>90％。
　　（3）遵循仿生原理，設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)的肝組織CAD模型并進行了打印。面向高散射水凝膠結(jié)構(gòu)建立了基于光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)（Optical Coherence Tomography，OCT）的無損，在線，高精度檢測的評估體系，用于細胞3D打印過程中成形性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制和評估。結(jié)果顯示方形小孔結(jié)構(gòu)具有良好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)連

4、通性和穩(wěn)定性，優(yōu)選為構(gòu)建肝組織模型的基本結(jié)構(gòu)。
　?。?）完成三維肝組織模型的3D打印與培養(yǎng)，以工具藥利福平為誘導(dǎo)劑，基于qPCR技術(shù)檢測了模型中藥物代謝相關(guān)酶CYP3A4，CYP2B6，MRP2，BSEP，OATP1B1和PGP的基因表達，結(jié)果顯示三維模型CYP3A4基因表達顯著高于二維對照組。CYP2B6、MRP2、BSEP、OATP1B1和PGP基因在3D打印肝組織模型內(nèi)的表達與文獻中實體肝組織的數(shù)據(jù)一致性高。
　　綜