基于类器官芯片的药物筛选及其中的生物化学原理

摘要

类器官芯片是21世纪新兴前沿交叉技术，其通过对人体细胞进行三维体外培养，使之发育为具有符合人体生理、病理条件，以及具有类人体器官功能的类器官。类器官芯片可集成于电子化芯片，在药物筛选及安全性评价、个性化诊疗、体外诊断等方面有广泛的应用空间。类器官芯片作为近年来新兴的前沿技术，和传统的基于细胞和实验动物的药物筛选方法相比，具备成本低廉、动物福利性好、准确性高、适用面广等优点，代表了药物筛选和安全性评估的未来发展方向。类器官芯片用于药物筛选，其背后蕴含了丰富的生物化学原理。将类器官芯片相关知识引入大学课堂，对医药类专业本科及研究生了解药物研发前沿热点，同时系统化理解原本零散的生物化学知识都有重要作用。因此，本文以类器官芯片为出发点，将介绍类器官芯片的概念、原理、构建方式及其在药物筛选中的应用，并展望其未来发展前景。同时立足类器官芯片在细胞生物学、药物化学、生物化学、电子信息科学等领域的多学科交叉特点，分析其背后的生物化学原理，并结合“生物化学”教学进行8课时的课程设计建议，以适应新时代医药类创新人才培养的课程要求。

关键词

类器官芯片 / 药物筛选 / 器官培养 / 生物化学教学

基金资助

国家自然科学基金青年项目(22004058); 上海市科委“科技创新行动计划”实验动物研究领域专项项目(23141900900)