本文摘要：CNBio肝脏MPS兼具高通量筛选与深度毒理分析能力：Liver‑48用于先导物毒性初筛，快速经济；Liver‑12解析DILI分子机制，贴近人体反应，助力临床前安全评价与准确的研发决策。
兼顾规模与精度：用于先导物优化筛选与探索性毒理学的肝脏微生理系统（LiverMPS）
本文为CNBio在SOT2026毒理学博览会上的三张海报之一，如需原文可联系曼博生物获取。
图：SOT2026年会暨毒理学博览会
本文亮点
建立Liver‑48高通量筛选+Liver‑12深度解析的双肝脏MPS体系，兼顾快速初筛与机制深挖，可准确还原人体肝损伤反应、捕捉供体差异及剂量/时间依赖性毒性，快速经济、贴近真实生理，为药物临床前安全评价提供高转化价值的可靠模型。
一、候选药物安全性筛选和探索性毒理学的双利器
预测临床安全性是药物研发的关键瓶颈，临床前模型转化性不足，常导致药物研发后期失败。微生理系统（MPS，即器官芯片）通过长期培养并深度解析人体微组织，可直接关联人类生理，为该挑战提供解决方案。本文展示肝脏MPS在药物诱导肝损伤（DILI）评估中的两大应用场景：
1.Liver‑48板：用于先导物毒性风险及供体特异性风险的高通量筛选；
2.Liver‑12板：用于不良事件的深度机制解析。
二、肝脏DILI评估：Liver-48与Liver-12双板体系实验流程
采用PhysioMimixCore系统的Liver‑12与Liver‑48板，在灌注条件下，将人原代肝细胞（PHH）与库普弗细胞（KC）培养于工程化支架上，形成微组织，培养周期8–14天，见图一。
- Liver‑48：设置3–7个化合物浓度梯度，给药4天，设0.1% DMSO为溶剂对照；
- Liver‑12：采用三种工具药物（双氯芬酸、曲格列酮、吡格列酮），按临床等效浓度（CEC）及1.5×CEC给药10天，设0.1% DMSO为溶剂对照；
- 所有处理随机排布，每组设三重复。
图1.PhysioMimix可维持Liver‑48/Liver‑12肝脏微组织
A：PhysioMimix（控制器+docking扩展底座+driver驱动器）
B：Liver‑48板
C：Liver‑12板
D：肝芯片截面：3D肝细胞支架、流体流、微型泵
E：Liver‑48/Liver‑12微组织染色：白蛋白（绿）、肌动蛋白（红）、细胞核（蓝）
三、Liver‑48板：用于先导物毒性风险及供体特异性风险的高通量筛选
Liver‑48板
1.Liver‑48可生成功能稳定的肝脏微组织，实验结果见图2。
图2.Liver‑48可生成功能稳定的肝脏微组织
图2.Liver‑48可生成功能稳定的肝脏微组织，3次独立重复实验（每实验2块板），培养第4天检测白蛋白、尿素分泌指标，统计结果显示一致性良好。
2. Liver‑48可捕捉曲格列酮的毒性风险实验结果见图3。
图3.Liver‑48可捕捉曲格列酮的毒性风险
图3.Liver‑48可捕捉曲格列酮的毒性风险，曲格列酮（DILI风险8级）与吡格列酮（DILI风险3级）以7个浓度梯度给药4天；给药48小时后检测功能指标（白蛋白、尿素）与活性指标（ATP、ALT、AST），绘制EC50曲线。
3.Liver‑48可识别供体间药物敏感性差异，实验结果见图4。
图4.Liver‑48可识别供体间药物敏感性差异
图4.Liver‑48可识别供体间药物敏感性差异，氯丙嗪（DILI风险2级）以3个浓度给药4天，每2天取样检测ALT（活性）、白蛋白（功能）；结果显示：供体1敏感性明显高于供体2。
四、Liver‑12板：用于不良事件的深度机制解析
Liver‑12板
1.Liver‑12可检测时间/剂量依赖性氧化应激与细胞死亡，实验结果见图5。
图5.Liver‑12可检测时间/剂量依赖性氧化应激与细胞死亡
图5.Liver‑12可检测时间/剂量依赖性氧化应激与细胞死亡，双氯芬酸以临床浓度（CEC）及1.5×CEC给药10天，每48小时取样，检测氧化应激（ARG‑1、MDH、SDH）与细胞死亡（CK‑18坏死/凋亡）标志物，结果以溶媒对照组倍数变化表示。
2.Liver‑12转录组分析捕捉胆汁酸通路基因表达变化，实验结果见图6。
图6. Liver 12转录组分析捕捉胆汁酸通路基因表达变化
图6. Liver 12转录组分析捕捉胆汁酸通路基因表达变化，双氯芬酸、曲格列酮、吡格列酮以1.5×CEC给药10天，终点取样RNA测序，筛选胆汁酸合成/转运相关差异基因（adj.p<0.05、|log2FC|>1）。
3.Liver‑12转录组揭示主要毒性通路，实验结果见图7。
图7.Liver‑12转录组揭示主要毒性通路
图7.Liver‑12转录组揭示主要毒性通路，三种工具药物以CEC给药后，差异基因热图显示核心肝毒性通路表达变化（按adj.p值排序，log2倍数变化标注）。
五、CNBio肝脏MPS双板体系的应用价值与验证结论
我们已验证肝脏微生理系统（LiverMPS）具备稳定性、可靠性，并适用于多种应用场景：
- Liver‑48板：用于高人体相关性的先导化合物优化筛选；
- Liver‑12板：用于药物不良事件的深度机制解析。
Liver‑48板每板含48个培养孔，单次实验可产出288个样本，支持大规模化合物库、宽浓度梯度、多条件或多供体筛选。在传统二维或类器官高通量筛选（HTS）后使用，可提高早期筛选灵敏度、强化决策依据，同时保持成本效益。
Liver‑12板每板含12个培养孔，单次实验产出72个样本，用于探索性毒理学研究，可深入解析药物诱导肝损伤（DILI）的分子通路机制。
综上，PhysioMimix肝损伤检测体系为药物安全性研究提供了更稳健、更贴近人体的评价方法。其数据可支持重新评估、终止项目、审慎推进或信心推进等关键研发决策。本文基于CNBio官方公开研究资料由其中国供应商上海曼博生物整理，仅用于科研信息分享。上海曼博生物可提供完整的器官芯片实验解决方案及相关产品技术支持。返回搜狐，查看更多