微重力與 3D 細胞培養(yǎng)在藥物研發(fā)中的應用

1. 藥物篩選

- 更真實的細胞模型：傳統(tǒng)的二維（2D）細胞培養(yǎng)在平面上生長引領，細胞形態(tài)和功能與體內(nèi)實際情況差異較大關註點。而微重力環(huán)境下的 3D 細胞培養(yǎng)，細胞能夠形成類似體內(nèi)組織的三維結構系統穩定性，細胞間的相互作用逐步改善、信號傳導更接近生理狀態(tài)特點。例如，腫瘤細胞在 3D 培養(yǎng)中可形成具有異質(zhì)性的腫瘤球，模擬體內(nèi)腫瘤組織不同區(qū)域細胞的特性極致用戶體驗。這使得藥物篩選時能夠更準確地評估藥物對細胞的作用強大的功能，提高篩選出具有潛在臨床療效藥物的概率。

- 多細胞共培養(yǎng)模型：在微重力環(huán)境利于構建包含多種細胞類型的 3D 共培養(yǎng)模型充分發揮，如在肝臟藥物代謝研究中與時俱進，可將肝細胞、肝星狀細胞和 Kupffer 細胞共同培養(yǎng)解決方案。不同細胞之間的相互作用會影響藥物的代謝和毒性反應更優質，這種模型能更全面地反映藥物在體內(nèi)的代謝過程，有助于發(fā)現(xiàn)藥物潛在的不良反應初步建立，排除具有高風險的藥物候選物項目。

2. 藥物療效評估

- 模擬生理微環(huán)境：微重力 3D 細胞培養(yǎng)可以模擬組織的復雜微環(huán)境，包括細胞外基質(zhì)重要方式、營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣梯度等綜合運用。例如在腫瘤藥物研發(fā)中，模擬腫瘤組織內(nèi)缺氧區(qū)域的存在增產，能研究藥物在不同氧環(huán)境下對腫瘤細胞的殺傷效果脫穎而出。一些在 2D 培養(yǎng)中顯示有效的藥物，在模擬體內(nèi)復雜微環(huán)境的微重力 3D 培養(yǎng)中可能效果不佳的方法，這為藥物療效評估提供了更嚴格和準確的平臺積極影響，避免在臨床試驗階段才發(fā)現(xiàn)藥物療效與預期不符的情況。

- 預測藥物穿透性：藥物要發(fā)揮作用生產創效，需穿透組織到達靶細胞進一步提升。3D 細胞培養(yǎng)形成的類似組織的結構可用于評估藥物的穿透能力。例如在研發(fā)治療腦部疾病的藥物時緊密協作，利用微重力 3D 培養(yǎng)構建血腦屏障模型提供有力支撐，能研究藥物是否能夠穿越屏障到達腦組織，預測藥物在體內(nèi)的分布和療效，為優(yōu)化藥物劑型和給藥方式提供依據(jù)重要手段。

3. 藥物毒性研究

- 更準確的毒性反應：傳統(tǒng) 2D 培養(yǎng)中細胞對藥物的毒性反應可能與體內(nèi)實際情況不同，微重力 3D 細胞培養(yǎng)更能反映藥物對細胞及細胞間相互作用的影響橫向協同。例如在研究藥物對肝臟毒性時不折不扣，3D 培養(yǎng)的肝細胞球能更好地模擬肝臟組織的代謝和解毒功能，藥物對肝細胞球的毒性反應可能包括細胞形態(tài)改變穩定性、代謝酶活性變化等最深厚的底氣，這些反應更接近藥物在體內(nèi)對肝臟造成的實際毒性，有助于早期發(fā)現(xiàn)藥物潛在的肝臟毒性創造性，保障藥物的安全性保持穩定。

- 長期毒性研究：微重力 3D 細胞培養(yǎng)可以進行相對長期的培養(yǎng)就此掀開，用于觀察藥物長期作用下細胞的變化。如連續(xù)給藥數(shù)周，觀察細胞的增殖總之、分化、基因表達等方面的變化紮實做，評估藥物的慢性毒性足了準備，為藥物的長期安全性提供重要信息。