image: The scientists used their chips to study the effects of drugs such as TAK-875 on liver health, mitochondrial function (red) and reactive oxygen species (cyan). This material relates to a paper that appeared in the Nov. 6, 2019, issue of <i>Science Translational Medicine</i>, published by AAAS. The paper, by K.-J. Jang at Emulate Inc. in Boston, MA; and colleagues was titled, "Reproducing human and cross-species drug toxicities using Liver-Chips." view more
Credit: [Credit: K.-J. Jang <i>et al., Science Translational Medicine</i> (2019)]
研究人员利用“ 芯片上器官”技术创建了一种“肝脏芯片”，它可预测和表征大鼠、狗和人体中各种候选药物和化合物的肝毒性。这种新型芯片为评估可能药物的毒性提供了一个更准确且可转化的平台；这些可能药物目前是在临床前研究中用细胞、啮齿动物或其它物种进行测试的。这些动物研究常常不能预测哪些化合物可能对人造成毒性—最近对150种药物的分析显示，在动物中的监管测试只能预测71％的人体内毒性—而临床前药物测试对于预测人体内的肝损伤尤为不准。FDA还将了解药物的毒性机制以减少病人风险列为重点，但药物如何诱发肝脏毒性尚未完全明了。为解决这些问题，Kyung-Jin Jang和同事创建了肝脏-芯片，它能容纳源自大鼠、狗和人的大量不同类型的肝细胞—如内皮细胞、星状细胞和库普弗细胞。科学家们能够用该新技术跨物种检测诸如波生坦（已批准用于治疗肺动脉高压）等药物的肝脏特异性作用并确定高剂量的止痛药醋氨酚如何通过产生活性氧而对肝细胞造成毒性。这些芯片还显示，对动物不安全的化合物不一定对人类有毒；一项实验表明，已停止使用的化合物JNJ-2会在大鼠芯片中引起有害的纤维化，但它对人的肝细胞则没有负面影响。最终，该平台可捕获到一种名叫TAK-875的失败的候选药物的特异性毒性作用（在早期临床测试中常会漏掉），表明该芯片可以帮助研究人员在整个测试过程中更好地了解候选药物的副作用。
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Journal
Science Translational Medicine