综述:人肠道类器官在非临床应用中预测口服药物处置、毒性及疗效的进展

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Pharmacology & Therapeutics 12.0

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  这篇综述系统探讨了人肠道类器官(enteroids)在药物研发中的革新应用,尤其聚焦于其相较于传统模型(如Caco-2/LS180细胞系)在模拟小肠微解剖结构、生理功能及遗传特异性方面的优势。通过整合LGR5+ 隐窝基底柱状细胞(CBCs)衍生的3D/2D模型,作者详述了其在预测药物渗透性(Papp )、首过代谢(DMETs)、药物相互作用(DDIs)及肠病疗效筛选中的潜力,为提升非临床数据转化至临床试验的可靠性提供了新范式。

  

药物吸收与肠道首过代谢
口服药物的命运始于小肠,其复杂的解剖结构(如绒毛-隐窝单元)和细胞多样性(吸收性肠细胞、杯状细胞等)直接影响药物生物利用度。传统Caco-2模型因结肠来源、紧密连接过度形成及代谢酶表达异常,常低估药物的旁细胞转运或代谢活性。相比之下,LGR5+
CBCs衍生的肠道类器官(enteroids)不仅保留供体遗传背景和肠段特异性,还能分化为功能性上皮细胞群,精准模拟药物渗透性(如通过Transwell?
单层测定Papp
)及首过代谢(如CYP3A4介导的氧化反应)。

药物诱导的胃肠道毒性
临床中约30%药物不良反应涉及胃肠道(DI-GITs),但传统模型难以区分黏膜损伤机制。肠道类器官通过再现肠上皮损伤(如NSAIDs诱导的紧密连接破坏)或炎症反应(如化疗药物激活的凋亡通路),为毒性机制研究提供动态平台。例如,“顶向外”3D类器官可直观评估药物对绒毛顶端细胞的直接损伤,而微生理系统(MPS)整合流体剪切力后,更真实模拟药物在蠕动环境下的毒性阈值。

结论
肠道类器官凭借其遗传保真性、功能多样性和技术可扩展性(如2D高通量筛选或3D疾病建模),正逐步取代动物模型和永生化细胞系,成为药物开发中预测吸收、毒性及疗效的“黄金标准”。未来研究需进一步优化类器官极化控制、基质模拟及多器官芯片联用,以填补转化医学的最后一公里空白。

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