有效和准确预测人类肾毒性的无动物平台

食品、化妆品和消费品中使用了数以万计的化学品。此外,人类还会接触到药物和环境毒物。以动物为基础的安全测试对于筛选数量庞大且数量迅速增加的化学品来说太慢也太昂贵。由于物种间的差异,它也可能导致对人类毒性的不良预测。此外,在欧盟(EU)等地区,出于道德考虑,化妆品产品和成分的动物实验已被禁止。

Fig.-1_Daniele-Zink-1肾脏是化学和药物毒性的主要靶器官之一,经常受到影响的肾细胞被称为肾近端小管(PT)细胞。2013年,由Da官方manbetx手机版niele Zink博士领导的生物工程和纳米技术研究所(IBN,新加坡科学、技术和研究局(A*STAR))的研究人员开发了第一个用于准确预测人类肾脏毒性的无动物平台。该模型使用了直接从身体上采集的PT细胞。这种细胞的来源是有限的。基于干细胞的方法提供了另一种选择,因为干细胞可以在人体外无限扩展。

IBN开发了第一个从人类多能干细胞中生产PT细胞的方案,后来发现了从人类诱导多能干细胞(iPSCs)中生产PT细胞的有效方法。这些细胞被用来建立世界上第一个基于ipsc的肾毒性预测平台。该平台与A*STAR生物信息学研究所(BII)的卢立新博士合作,使用BII开发的机器学习方法进行更准确的预测。

在此基础上,IBN和BII联合开发了一种基于肾细胞自动成像、表型分析和机器学习的创新方法,可用于以更低的成本测试大量化合物,使其成为第一个用于肾毒性预测的高通量成像平台。该自动化平台能够准确预测具有不同化学结构的化合物(如药物、工业化学品、环境毒物和天然化合物)的人体肾毒性。这将有助于公司在不使用动物试验的情况下开发更安全的产品,对政府机构也很有用。该高通量平台将与美国环境保护署合作,用于预测环境毒物对肾脏的毒性。IBN和BII目前正在开发一系列无动物平台,用于有效和准确地预测各种人体内脏器官的毒性,如肝、肺和脉管系统。

Lit-Hsin厕所1丹尼尔·辛克2
1新加坡生物信息学研究所
2新加坡生物工程与纳米技术研究所

出版物

基于高通量成像的不同化学结构外源性药物肾毒性预测。
苏荣,熊生,辛东,卢丽莲。
Arch Toxicol 2015年11月27日

用人诱导多能干细胞衍生细胞和机器学习方法预测药物性肾毒性和损伤机制。
Kandasamy K, Chuah JK, Su R,黄鹏,Eng KG,熊松,李勇,chaccs, Loo LH, Zink D
2015年7月27日

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