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，細胞形態(tài)和功能與體內實際情況差異較大建設。而微重力環(huán)境下的 3D 細胞培養(yǎng)在此基礎上，細胞能夠形成類似體內組織的三維結構，細胞間的相互作用前來體驗、信號傳導更接近生理狀態(tài)自主研發。例如，腫瘤細胞在 3D 培養(yǎng)中可形成具有異質性的腫瘤球綠色化，模擬體內腫瘤組織不同區(qū)域細胞的特性不同需求。這使得藥物篩選時能夠更準確地評估藥物對細胞的作用，提高篩選出具有潛在臨床療效藥物的概率保持穩定。

- 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)模型總之，如在肝臟藥物代謝研究中，可將肝細胞支撐作用、肝星狀細胞和 Kupffer 細胞共同培養(yǎng)研學體驗。不同細胞之間的相互作用會影響藥物的代謝和毒性反應，這種模型能更全面地反映藥物在體內的代謝過程規模，有助于發(fā)現藥物潛在的不良反應近年來，排除具有高風險的藥物候選物。

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)境發展目標奮鬥，包括細胞外基質技術先進、營養(yǎng)物質和氧氣梯度等。例如在腫瘤藥物研發(fā)中延伸，模擬腫瘤組織內缺氧區(qū)域的存在認為，能研究藥物在不同氧環(huán)境下對腫瘤細胞的殺傷效果。一些在 2D 培養(yǎng)中顯示有效的藥物新趨勢，在模擬體內復雜微環(huán)境的微重力 3D 培養(yǎng)中可能效果不佳反應能力，這為藥物療效評估提供了更嚴格和準確的平臺共謀發展，避免在臨床試驗階段才發(fā)現藥物療效與預期不符的情況。

- 預測藥物穿透性：藥物要發(fā)揮作用結構重塑，需穿透組織到達靶細胞聽得懂。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高質量發展，利用微重力 3D 培養(yǎng)構建血腦屏障模型全方位，能研究藥物是否能夠穿越屏障到達腦組織，預測藥物在體內的分布和療效影響力範圍，為優(yōu)化藥物劑型和給藥方式提供依據大局。

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邁出了重要的一步。例如在研究藥物對肝臟毒性時有序推進，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)改變需求、代謝酶活性變化等配套設備，這些反應更接近藥物在體內對肝臟造成的實際毒性，有助于早期發(fā)現藥物潛在的肝臟毒性多種方式，保障藥物的安全性對外開放。

- 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)，用于觀察藥物長期作用下細胞的變化深入交流研討。如連續(xù)給藥數周資料，觀察細胞的增殖、分化關註度、基因表達等方面的變化橫向協同，評估藥物的慢性毒性，為藥物的長期安全性提供重要信息敢於挑戰。