薬物代謝およびsiRNA薬物送達における肝細胞：種全体のモデルシステムの評価

注：懸濁液肝細胞は、解凍培地およびインキュベーション培地で使用する必要があります。柔らかい肝細胞は、雪解け培地で使用する必要があります。 プラテージミディアム、メンテナンス培地、およびコラーゲンコーティングプレート。 CYP誘導にはmRNA誘導アッセイキットも必要です。

肝細胞

肝細胞代謝、解毒、胆汁生成、タンパク質合成において中心的な役割を果たす肝臓の主要な官能細胞です。それらは、肝機能の構造的および生化学的基礎を形成し、さまざまな内因性および外因性化合物の有害物質への変換において主要なメディエーターとして機能し、薬物と毒素の代謝を促進します。特に薬物代謝と肝臓毒性に関与する経路を調査する場合、化学物質を処理する肝細胞の本質的な能力により、それらは臨床的および研究環境の両方で不可欠になりました。

一次肝細胞

原発性肝細胞は、in vitro伝播を延長することなく、肝臓組織から新たに分離された細胞を指します。これらの細胞は、肝臓の特徴である酵素活性と生理学的機能の多くを保持しているため、肝臓-特定の活動を調べる研究ではゴールドスタンダードと見なされることがよくあります。研究における彼らの使用は、代謝の安定性と薬物の固有の能力の両方を理解するために極めて重要です。

緊張性のある肝細胞と懸濁液肝細胞

実験的なフレームワーク内では、肝細胞は培養条件に基づいてさらに分類できます。繁殖可能な肝細胞は、培養基質に付着しているものであり、in vivo環境を密接に模倣する安定した付着と形態を可能にします。この付着は、これらの細胞の偏光構造を支持するだけでなく、次のような生化学経路の長期研究も維持します。CYP450酵素誘導。逆に、懸濁液肝細胞は非接着状態で維持され、通常、細胞環境と迅速な代謝評価の変化が必要な短期間アッセイで使用されます。サスペンション培養により、細胞がより均一に曝露して化合物を試験することで、代謝の安定性と急性肝毒性反応の迅速な評価に最適です。

柔軟な肝細胞

柔軟な肝細胞コーティングまたは特殊な培養皿で培養される分離された肝細胞です。このアタッチメントにより、細胞は細胞間接触を広げ、偏光させ、確立し、数日または数週間にわたって多くのin vivo -同様の機能を維持します。これらの細胞は接着性であるため、慢性反応、CYP450酵素誘導、および多量毒性アッセイを監視するために使用できます。また、柔軟な肝細胞は、より堅牢な細胞-から細胞通信と細胞外マトリックスの相互作用を維持します。これは、肝臓を保持するために重要です-特定の機能。各種は、人間、非霊長類、げっ歯類、またはその他であろうと、生理学的条件を最適に複製するために、最適化されたメッキ条件（特定のコーティングや媒体サプリメントなど）が必要な場合があります。

懸濁液肝細胞

対照的に、懸濁液肝細胞非付着状態で培養され、短期間にわたって実行可能なままで丸い形態を維持します。懸濁液肝細胞は、初期の薬物代謝研究や迅速な酵素動態評価など、短期実験に最適です。細胞はマトリックスの付着によって制約されていないため、細胞の順守に必要な遅延なしに機能的なテストに迅速に準備して使用できます。懸濁液培養物は、種の違いを比較するときに特に役立ちます。なぜなら、それらは、人間、非霊長類、げっ歯類、およびその他の種の懸濁液肝細胞間で標準化された迅速なアッセイを許可するためです。

代謝の安定性と肝毒性

代謝の安定性肝細胞の研究は、肝臓酵素による生化学的変換に抵抗する分子（しばしば薬物候補）の能力を指します。肝細胞を使用して代謝の安定性を調査することで、研究者はこれらの物質の半分の生命と潜在的な故障産物を予測することができます。これは、薬物開発において重要です。化合物の代謝プロファイルは、その有効性だけでなく安全性も決定できます。代謝産物は、親化合物に見られない毒性効果を示すことがあります。

肝毒性一方、肝臓細胞に対する化学物質の損傷効果を網羅しています。毒性研究における原発性肝細胞と培養肝細胞の両方を使用することは、肝臓損傷につながるメカニズムの解明に役立ちます。これは、中央の代謝器官である肝臓は、環境化学物質と医薬品の両方からの毒性in辱に非常に敏感であるため、これは重要です。これらの細胞を利用する研究は、細胞損傷または機能障害のパターンを検出し、肝臓損傷の初期の出来事に関する洞察を提供し、臨床環境での悪影響を予測するのに役立ちます。

酵素誘導は、特定の物質が薬物-代謝酵素の合成を増加させるプロセスを指し、肝細胞機能に関連するもう1つの重要な側面です。この現象は、投与された薬物の代謝の増加につながり、その有効性を低下させる可能性があるか、有害な代謝物の生産を増加させる可能性があるため、特に重要です。 Plateable肝細胞を使用した研究は、酵素誘導を支配する調節経路を調べることを目的としていることが多く、それにより、さまざまな生体異物と肝臓の代謝能力との複雑な相互作用に光を当てることを目的としています。

肝siRNAの送達とターゲティング戦略

RNA干渉（RNAI）治療の最近の進歩により、新しい戦略が導入されました肝臓の標的配達小さな干渉RNA（siRNA）を使用します。重要なアプローチには、siRNA分子をN -アセチルガラクトサミン（GALNAC）と結合させることが含まれます。ASGPR）。 ASGPRは肝細胞の表面で高度に発現し、エンドサイトーシスの内在化において中心的な役割を果たしますガルナック- siRNAコンジュゲート、肝臓の重要な経路になります-特定の薬物送達。

in vitro研究は一般的に採用されています原発性肝細胞siRNAトランスフェクションの効率と特異性を評価する手法siRNA galNAc肝細胞送達。これらの方法により、研究者は生理学的に関連するコンテキストで遺伝子ノックダウン効果を研究し、最大の細胞内吸収と遺伝子サイレンシング効率のために送達製剤を最適化することができます。

全体として、ASGPR -媒介GALNAC - siRNAシステムを使用したRNA治療薬の肝標的送達は、遺伝肝疾患と代謝障害を治療するための非常に特異的かつ非ウイルスのアプローチを表し、翻訳研究と薬物開発の両方における原発性肝細胞モデルの有用性をさらに強化します。

種-特定の肝細胞の詳細

ヒト肝細胞

伸びやすいヒト肝細胞 ヒトの薬物代謝と毒性を予測するために不可欠であり、高い機能的関連性を提供します。特殊なプレートでのそれらの接着により、代謝酵素誘導、フェーズI/II代謝、およびトランスポーター活性の研究が可能になります。

非接着形式で、サスペンション ヒト肝細胞 Xenobioticsに迅速に反応し、迅速な代謝評価、クリアランス研究、および短期毒性試験に最適です。

非人間の霊長類の肝細胞

人間との生理学的類似性が生み出されます伸びやすいシノモルガサル肝細胞そして柔軟なアカゲザルサル肝細胞 前臨床研究を橋渡しして人間の結果を橋渡しするのに役立ちます。それらは、薬物代謝、酵素誘導、および種-特定の安全性プロファイルを評価するために使用されます。

サスペンションシノモルガス サル肝細胞そしてサスペンションアカゲザル肝細胞 代謝機能と急性応答の高速かつ比較評価を有効にします。これは、Plateable形式の長期研究の前に短期データが必要な場合に役立ちます。

犬の肝細胞

主に獣医および翻訳の研究で利用される、Plateable Dog肝細胞そしてPlateable Beagle肝細胞in vivo肝臓の生理学を模倣して、薬物-誘発性肝障害と獣医医薬品の代謝を研究しました。

これらは迅速な代謝研究を提供し、懸濁モデルの迅速な離職の恩恵を受ける初期-段階スクリーニングアッセイで採用されています。

Sprague - Dawleyラット肝細胞

これらPlateable Sprague - Dawleyラット肝細胞Sprague - Dawleyラットから分離され、接着性またはPlateable形式で培養されます。劇的な方法では、細胞は培養皿に付着します。これにより、安定した細胞間相互作用を形成し、肝臓-特定の機能を長期間維持できます。この形式は、Sprague - Dawleyラット肝細胞を使用した長期の代謝プロセス、酵素誘導、および慢性毒性評価を研究するのに特に適しています。

非接着状態で維持された場合、サスペンションスプレーグ-ドーリーラット肝細胞主に短期実験に使用されます。懸濁液形式は、即時の機能的反応が必要な急性薬物代謝研究や酵素速度論評価などの迅速なアッセイを容易にします。このモードは、異なる種や条件の間で急性代謝反応を比較する場合に有益です。

ICR/CD - 1マウス肝細胞

ICR/CD - 1マウスから分離、これら Plateable ICR/CD - 1マウス肝細胞培養皿に固執し、長期にわたって重要な肝機能を維持できるようにします。研究者は、実験的な観察に必要な安定した拡張培養期間が必要な場合、ICR/CD - 1マウスの肝細胞の緊張性のある方法を支持します。

対照的に、懸濁液ICR/CD - 1マウスの肝細胞は順守せずに培養されるため、短期研究に適した丸い形態を保持します。懸濁ICR/CD - 1マウス肝細胞代謝反応の迅速な評価を可能にし、予備上スクリーニングや高い-スループットテストが必要な場合に特に役立ちます。 ICR/CD - 1マウスで懸濁液肝細胞を使用すると、ベースライン代謝プロファイルを迅速に確立し、他の種または異なる実験条件と比較することができます。

ネコ肝細胞

Plateable形式は、慢性毒性評価や酵素誘導実験など、持続的な肝臓-特定の機能を必要とする長期研究に特に役立ちます。ネコ肝疾患、薬物-誘発性肝臓損傷、および猫に固有の代謝障害に焦点を当てた研究では、Plateable Cat肝細胞堅牢なモデルを提供します。また、それらの順守は、形態学的および機能的エンドポイントの再現性を高め、獣医学および肝臓学の研究において好ましいモデルとなっています。

サスペンションフォーマットは、アフリカ系の即時の細胞応答の測定を容易にします。ここでは、付着の欠如が長期培養で見られる応答の遅延を最小限に抑えます。懸濁CAT肝細胞 したがって、新しい化合物への暴露後の早期の生化学的変化と潜在的な副作用を特定するためには重要です。

鶏の肝細胞

鳥モデルの代表として、伸びやすい鶏肝細胞比較研究では、肝臓の機能、特に内分泌かく乱装置の評価における進化の違いを理解するために使用されます。

懸濁液鶏肝細胞鳥の肝臓の代謝の迅速で急性-位相研究を可能にし、哺乳類の対応物と直接比較することができます。

他の種

他の種の場合, Plateable Minipig肝細胞, サスペンションミニピヒ肝細胞, 緊張性のあるニュージーランドの白いウサギ肝細胞, ニュージーランドの白いウサギ肝細胞を懸濁します すべては、薬物の相互作用を予測および説明するための一般的なモデルです-薬物の細胞毒性の研究.

結論

肝細胞は、代謝、解毒、胆汁産生、タンパク質合成を通じて肝機能を維持する上で極めて重要な役割を果たします。この記事では、一次肝細胞とその培養された形態（プレート可能および懸濁液肝細胞）との区別を強調しています。順守と長時間の生存率を備えた柔軟性のある肝細胞は、慢性効果、酵素誘導、および長期の代謝プロセスを研究するために重要であり、懸濁肝細胞は急性アッセイの迅速かつ均一な試験条件を提供します。さらに、分析は種-特定の用途にまで拡張され、人間から動物システムまでの多様な肝細胞モデルが薬物代謝の予測、肝毒性の評価、およびGalnacの共役を使用したRNAベースの介入などの標的療法の設計において拡張されます。この包括的な概要は、臨床研究と薬理学的発達の両方における肝細胞の不可欠な役割を示しており、肝臓の生理学と薬物の安全性と有効性の根底にあるメカニズムに関する本質的な洞察を提供します。

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