
用增殖期细胞检验肠上皮毒性
美国 Altis Biosystems 团队于 2025 年在 Toxicology in Vitro 报告,以人源肠上皮干细胞和祖细胞建立腹泻风险预测检测。研究针对药物对快速增殖细胞的影响,在相同培养系统中同时测量细胞增殖、总细胞数量和屏障形成。
细胞来自 3 名健康供者的横结肠隐窝,经扩增冻存后接种于 96 孔 Transwell。增殖期达到约 70%–90% 汇合时,从顶端和基底端同时加药,作用 48 小时。5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(5-ethynyl-2′-deoxyuridine,EdU)标记增殖细胞,核染色统计细胞总数,跨上皮电阻(transepithelial electrical resistance,TEER)评价屏障形成。
先行比较用 2 名供者的增殖期和分化期细胞。阿法替尼、秋水仙碱阻止增殖期细胞形成完整屏障,却没有同样影响已分化细胞的 TEER;硼替佐米则同时影响两种阶段。模型所处阶段由此改变所测毒性。
多指标区分增殖抑制和细胞数量变化
未处理模型的重复性来自 3 名供者、6 个独立实验。第 5 号供者的跨实验变异较高,其他两个供者较低;所有实验均达到较高 TEER 和足够细胞数量。研究每名供者只有一个细胞批次,尚难区分供者特征与批次差异。
伊达比星在低于所引人体血浆峰浓度的条件下,降低屏障形成、细胞总数和 EdU 阳性细胞数。3 名供者的浓度—反应趋势相似,个别 TEER 半数抑制浓度(half-maximal inhibitory concentration,IC50)仍有显著供者差异。增殖细胞数量在更低药物浓度下出现抑制,相应 IC50 低于另两项指标。
8 种药物的机制比较进一步显示,硼替佐米同时减少增殖和非增殖细胞;秋水仙碱、多西他赛和阿法替尼主要减少增殖细胞,非增殖细胞数量没有显著变化。伊达比星等另一些药物伴随非增殖细胞增加,作者将其联系到细胞周期阻滞。
30 种参考药物用于检验腹泻风险预测
预测验证使用 30 种已上市药物的参考集,其中含已知腹泻发生率较高和较低的药物。3 名供者分别接受 6 个浓度测试。研究从曲线计算造成指标下降 15% 的浓度(IC15),再除以人体血浆峰浓度(maximum plasma concentration,Cmax),形成每种药物的风险指标。
团队比较 IC15、IC25 和 IC50 对应的受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC),选择 IC15 进行后续分析。结果显示,总细胞数量指标在 3 名供者中的准确率为 90%–93%,增殖细胞数量均为 90%,TEER 为 87%–90%。
研究依据参考药物集和已发表结果,与既往模型比较。预测阈值在当前药物集中选择,所报告的准确率也对应这组药物及其所选阈值。
漏检药物提示模型缺少的作用机制
参考集中的他克莫司未被这套上皮模型正确识别,胺碘酮出现假阳性。部分供者还漏检阿昔替尼;其作用涉及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)受体及黏液分泌,当前细胞群体可能没有充分覆盖相应机制。
他克莫司相关腹泻可能涉及免疫细胞和微生物群,单独上皮细胞难以重建这类间接作用。TEER 又受温度、pH、气体交换和电极位置影响,因此研究同时保留快速的屏障检测和细胞数量指标,帮助解释不同结果。
该检测重点评价短时暴露中增殖细胞的直接毒性,实验可在约 5 天内获得结果。作者提出扩大供者、加入免疫成分并延长检测窗口,以覆盖更多机制。当前工作为药物早期胃肠安全性筛选提供了人源上皮模型和明确参考集。