呼吸新鲜空气可以改善药物毒性筛选
马萨诸塞州总医院(MGH)的研究人员领导的一个团队开发了一种创新的方法来培养肝细胞用于药物毒性筛选。在一份即将发表的报告中美国国家科学院院刊研究人员在网上描述了在高氧环境和没有动物源性血清的培养基中生长的肝细胞如何迅速开始像在肝脏中一样发挥作用。
作者指出，更好、更快地筛选药物毒副作用的方法可以显著降低将新药推向市场的成本和费用，同时减少新药从临床试验阶段进入广泛使用时可能发生的意外不良事件。由于肝脏在药物的代谢和清除中起着关键作用，因此肝毒性筛查是确保新药安全性的重要步骤。但在动物身上进行的研究并不总是能成功地预测有毒的肝脏作用，而且在标准培养方法下，新培养的肝细胞很快就会失去代谢能力。
MGH医学工程中心(CEM)的Yaakov Nahmias博士是这篇论文的资深作者，他说:“寻找一种更好的培养肝细胞的方法一直是开发预测性药物发现工具的主要绊脚石。”“我们需要开发一种环境，让肝细胞像在体内一样活动。”
CEM团队和其他人的早期研究表明，动物源性血清，通常用于细胞培养，可能会干扰培养的肝细胞的代谢。由于将细胞从体内环境转移到培养环境的关键压力之一是氧气水平下降了10倍，研究人员理论上认为，高氧、无血清的培养环境可能是答案。
他们的实验首次证实血清会干扰培养的大鼠和人肝细胞的代谢。然后他们发现肝细胞与内皮细胞在含95%氧气的无血清培养中，快速恢复正常的代谢活动，包括基因表达和细胞功能。这些培养的细胞成功地预测了快速和缓慢作用药物的清除率，并在数周内保持了高水平的代谢活性。
“这是一项重大成就，”MGH医学工程中心主任、PNAS研究的合著者Martin Yarmush医学博士说。“氧气曾被认为影响细胞存活，但不影响基因表达或培养的肝细胞的功能。当我们开始关注文化媒体的新形式时，一切都改变了。”Yarmush是哈佛医学院海伦安德鲁斯本尼迪克特外科教授，Nahmias是生物工程讲师。
新的培养系统被授权给加州比弗利山的HμREL公司，该公司正在开发与人体相关的药物代谢模型。未来的工作将探索将这些结果扩展到其他细胞系统和临床应用，如移植肝细胞．
