在藥物研發的漫長鏈條中,體外代謝評價是新藥能否進入臨床前研究的關鍵“關卡”。肝臟作為藥物代謝的核心器官,其體外模型的可靠性直接決定了化合物代謝穩定性、藥物-藥物相互作用(DDI)及肝毒性風險的預測準確性。原代肝細胞因其較大程度保留了體內肝實質細胞的代謝酶活性與轉運體功能,被認為藥物體外代謝試驗的 “金標準” 。
IPHASE(匯智和源)依托其在原代細胞與亞細胞酶領域的技術積累,構建了覆蓋人、食蟹猴、比格犬、SD大鼠、ICR小鼠等多個種屬的原代肝細胞產品線。從經典的懸浮/貼壁雙模式供應,到3D成球培養、三明治模型等進階應用,IPHASE正在將原代肝細胞從“實驗室工具”升級為覆蓋藥物研發全鏈條的標準化研究平臺。
一、懸浮vs貼壁:兩種培養模式,兩種研究邏輯
原代肝細胞從肝臟分離后,根據實驗需求可選擇懸浮培養或貼壁培養兩種模式。兩者并非簡單的“好”與“壞”之分,而是對應著不同的時間窗口與研究目標。
懸浮肝細胞在復蘇后的4~6小時內,細胞色素P450酶的活性與體內最為一致。然而,隨著時間延長,酶活性會迅速下降。這一特性決定了懸浮肝細胞的核心應用場景——短時程、高通量的代謝穩定性篩查,包括藥物攝取、代謝穩定性、代謝產物鑒定和代謝物譜研究等。對于藥物研發早期需要對大量候選化合物進行快速代謝評估的場景,懸浮肝細胞是不可替代的工具。
貼壁肝細胞則提供了更長的實驗窗口。貼壁培養使肝細胞有足夠的時間從分離損傷中恢復,并可在數天至數周內維持代謝功能。這使得貼壁肝細胞適用于CYP450誘導實驗、長期毒性評估及轉運體研究等需要較長培養周期的實驗設計。
IPHASE同時提供懸浮與貼壁兩種形式的原代肝細胞,復蘇存活率均大于80%,活細胞數量4-8 million/支,并可選擇單供體或多供體混合。多供體混合的設計,可在一定程度上反映群體間的代謝差異,為臨床轉化提供更可靠的體外數據支撐。
二、從二維到三維:3D成球與三明治模型的技術延伸
傳統的二維貼壁培養雖然在藥物代謝研究中應用廣泛,但其極性喪失和功能維持時間有限的局限性日益凸顯。為滿足更長時間、更接近體內生理狀態的實驗需求,三維培養模型正成為原代肝細胞應用的重要發展方向。
IPHASE推出的3D驗證原代肝細胞(3D Spheroid–Qualified Hepatocytes)系列,涵蓋人、大鼠、小鼠、比格犬等多個種屬。這些細胞經過3D成球培養驗證,搭配IPHASE專用3D成球培養基和超低吸附培養板,可形成3D球狀體,并在維持培養基中培養21天以上。
三維培養的優勢在于:肝細胞在三維結構中更接近體內的形態與功能狀態,代謝酶活性維持時間更長,對藥物誘導的響應更為真實。這一模型尤其適用于需要長期給藥觀察的藥物-藥物相互作用研究、慢性肝毒性評估以及代謝性疾病機制研究。
此外,三明治培養模型(Sandwich Culture)通過將貼壁肝細胞夾在兩層膠原蛋白之間,可恢復肝細胞的極性及膽汁排泄功能,是轉運體研究和膽汁淤積毒性評估的重要工具。IPHASE圍繞原代肝細胞構建的類器官產品線,進一步拓展了肝細胞在再生醫學與疾病模型構建中的應用邊界。
三、物種選擇的科學邏輯:從臨床前到臨床的代謝橋接
在藥物體外代謝研究中,物種差異是決定臨床前數據能否有效預測人體代謝的關鍵變量。不同種屬的肝細胞在CYP450酶表達譜、代謝途徑及清除速率上存在顯著差異,選擇不當的種屬可能導致對化合物代謝特性的誤判。
IPHASE的原代肝細胞產品覆蓋了藥物研發中常用的五個種屬——人、食蟹猴、比格犬、SD大鼠、ICR小鼠。這一覆蓋范圍的科學邏輯在于:
- 大鼠和小鼠是早期藥代動力學和毒理學研究的嚙齒類模型,成本可控、通量高,適合候選化合物的初步篩選。
- 比格犬是非嚙齒類動物中代謝模式與人類較為接近的物種之一,常用于GLP毒理研究。
- 食蟹猴作為與人類親緣關系最近的實驗動物,其代謝酶譜與人類高度相似,是新藥IND申報中重要的橋接模型。
- 人原代肝細胞則是臨床前代謝評估的最終參照,直接服務于人體試驗(FIH)的劑量預測。
對于需要覆蓋更多物種的特定研究需求,IPHASE的產品線還進一步擴展至小型豬、兔、金黃地鼠、貓、沙鼠及雞等。這種“全物種覆蓋”的策略,使研究者能夠在同一技術平臺上完成從早期篩選到IND申報的全鏈條代謝評價。
四、嚴格質控:從細胞活力到代謝功能的多維度驗證
原代肝細胞的質量直接決定了實驗數據的可靠性。IPHASE在產品質控上建立了多層次的驗證體系,其核心質量控制指標包括:
復蘇存活率是衡量凍存肝細胞質量的首要指標。IPHASE各物種原代肝細胞的復蘇存活率均>80%。良好的細胞活力是后續貼壁效率與代謝功能維持的基礎。
貼壁效率與形態學驗證是貼壁肝細胞的專屬質控項。IPHASE對每一批次貼壁肝細胞進行貼壁效率驗證,確保細胞在鋪板后能夠正常貼壁并形成典型的肝細胞多邊形形態。
代謝功能驗證是原代肝細胞質控體系中最核心的環節。對于3D驗證產品,IPHASE通過3D成球能力驗證來確認細胞的三維培養性能。常規產品則通過CYP450酶活性檢測來驗證細胞的代謝功能是否處于正常范圍。
單供體與多供體混合的靈活選擇,則從另一維度保障了實驗數據的可靠性——單供體適合需要明確個體代謝特征的機制研究,多供體混合則能平滑個體差異,提供更具群體代表性的代謝數據。
原代肝細胞的價值,早已超越了“一種細胞產品”的范疇。在創新藥研發對體外數據精準性、可轉化性和合規性要求日益提升的背景下,原代肝細胞正從實驗室中的“金標準工具”演變為覆蓋藥物代謝、轉運體研究、毒性評估及疾病模型構建的系統化研究平臺。
IPHASE以多物種覆蓋、懸浮/貼壁雙模式供應、3D培養驗證和嚴格質控體系為核心,構建了從早期化合物篩選到IND申報的全鏈條原代肝細胞解決方案。其產品不僅服務于傳統的小分子藥物代謝研究,還正在向核酸藥物、抗體藥物偶聯物(ADC)、細胞治療等新興療法的體外評價場景延伸。
對于藥物研發機構和CRO企業而言,選擇原代肝細胞,不僅是選擇一種實驗工具,更是選擇一套能夠支撐從靶點驗證到臨床轉化全過程的數據信任體系。