人源肠道类器官单层模型的建立及其在药物吸收预测中的应用

　　为解决传统体外模型生理相关性不足、重复性差的问题，Chugai制药与北海道大学团队开发了人源十二指肠类器官衍生的单层模型。该模型通过逐步优化培养条件，实现了紧密屏障功能、药物转运体（如P-gp/ABCB1、BCRP/ABCG2）及代谢酶（CYP3A4）的高表达，并验证了核受体（PXR、VDR）活性。19种上市药物的渗透性与人体吸收分数（Fa）相关性达R²=0.88，结合建模与模拟（M&S）方法，9种药物中7种的FaFg预测值误差在1.5倍内。这一模型为临床前-临床转化提供了更可靠的预测工具。

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药物口服吸收的预测是药物开发的关键环节，但现有体外模型如Caco-2细胞缺乏代谢酶和核受体功能，且存在种属差异。肠道类器官虽能模拟生理状态，但培养条件复杂、重复性差。如何建立兼具生理相关性和稳定性的模型，成为行业痛点。

Chugai制药与北海道大学的研究团队在《Scientific Reports》发表研究，通过四步优化策略开发了人源十二指肠类器官衍生的单层模型。该研究从手术切除的正常十二指肠组织中分离隐窝并培养类器官，通过筛选消化酶（TrypLE）、细胞外基质（iMatrix-511/纤连蛋白）、培养基成分（含AlbuMAX的WENRAYg+IF培养基）及分化条件（保留EGF的ENAg培养基），最终建立可适应多供体的模型。关键技术包括类器官培养、Transwell单层构建、TEER（跨上皮电阻）检测、CYP3A活性分析（Luciferin-IPA法）及LC-MS/MS药物代谢评估。

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??结果部分??

1. ??模型开发与优化??：TrypLE消化联合iMatrix-511/纤连蛋白涂层显著提升细胞增殖和TEER值（图2）。AlbuMAX的添加解决了多供体差异，使TEER值提高2倍并增强FaSSIF（空腹模拟肠液）耐受性（图5）。维生素D₃（VD3）将CYP3A4表达提升至原代肠细胞水平（图5h）。

2. ??功能验证??：模型表现出紧密连接（ZO-1）、微绒毛结构（图6a-d）及功能性药物转运体（P-gp抑制后地高辛吸收增加3倍，图6f）和代谢酶（CYP3A底物咪达唑仑代谢被ABT抑制，图6j）。核受体PXR经利福平激活后，CYP3A4表达上调5倍（图6l）。

3. ??重现性与个体差异??：模型TEER的批内变异系数仅8.6%（图7a），但不同供体的类器官在药物转运体（如ABCB1）和代谢酶表达上存在差异，导致P-gp底物（地高辛）和CYP3A底物（咪达唑仑）的吸收谱不同（附图8）。

4. ??人体吸收预测??：19种药物的渗透性与Fa值高度相关（R²=0.88，图8e）。通过M&S方法整合CYP3A活性差异（体外/体内比0.24），7/9种药物（包括CYP3A底物）的FaFg预测误差在1.5倍内（图8f）。

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??结论与意义??
该研究建立了首个可量化预测FaFg的人源肠道单层模型，解决了传统模型在代谢和转运体功能上的缺陷。通过AlbuMAX和VD3优化，模型兼具屏障稳定性与生理相关性，且适配多供体来源。结合M&S方法，其预测准确性超越Caco-2模型，尤其适用于CYP3A和P-gp底物。未来，该模型可助力复杂药物（如PROTACs）的吸收评估，降低临床失败风险。研究还揭示了个体化差异对药物吸收的影响，为精准医疗提供了新工具。

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