国际热点 | 跨越降糖、减重新药“转化鸿沟”?多中心携手构建“脂肪-肝脏-心血管”类器官网络
发布时间:2026-08-10   
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引文:打破"小鼠有效、人体无效"新药转化魔咒,多器官串联类器官能否给出答案?



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图 伴有血管(血管化)的脂肪细胞类器官


肥胖、2型糖尿病及动脉粥样硬化等心血管和代谢性疾病通常同时累及体内的多个器官和生物系统。这种系统性的病理生理复杂性,使得传统单一细胞或动物模型在药物开发中面临巨大的转化瓶颈,常导致后期临床试验失败及资源的极大浪费。


为破除这一研发魔咒,由瑞典卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institutet)Stephen Malin 领衔的国际顶尖科研团队,荣获诺和诺德基金会(Novo Nordisk Foundation)挑战计划(Challenge Programme)7500万丹麦克朗的资越支持,正式启动了一项为期六年的多中心合作项目。


该项目旨在通过人类干细胞培育微型“人源类器官”(Organoids)来模拟器官间的病理通信,并融入人群的遗传多样性,构建出下一代体外多器官协同的药物评估网络。这一范式的引入,有望在药物研制极早期预测其在人体中的真实疗效。


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一、由动物研究到临床研究:代谢新药面临“转化医学鸿沟”


在科研日常中,我们常常被这样的问题所困扰:


  • 某个在小鼠体内表现近乎完美的降糖或减重候选药物,一旦进入人类临床试验,却往往因无法产生预期靶向疗效,或因意外的安全性问题而宣告失败,导致极大的研发时间与资源浪费。


这种从小鼠到人类体内的“转化鸿沟”,核心根源在于:


  • 肥胖、2型糖尿病和心血管疾病绝非单一靶点或单一器官的病变,它们是涉及脂肪、肝脏、血管和心脏等多脏器交互作用的系统性结局。传统的动物模型(主要是小鼠)难以真实重现人类特异性的多系统反馈调节。这迫切需要我们颠覆传统的药物评估路径,寻找一种能够直接模拟人类多脏器病理交互的革命性体外筛选平台。


二、机制破局:利用干细胞重建“脂肪-肝脏-血管-心脏”的体外对话


为了在体外还原这种复杂的多系统病理过程,南丹麦大学(University of Southern Denmark, SDU)生物化学与分子生物学系的 Jan-Wilhelm Kornfeld 教授及其国际合作团队,将突破口锁定了“人源类器官”技术。


类器官是利用人类干细胞在实验室中培育出的简化、微型版人类器官。在这一项总资助额达 7500 万丹麦克朗的宏大项目中,Kornfeld 教授的研究组获得了约 1400 万丹麦克朗的专项支持,致力于核心类器官模型的构建与网络互联:


  • 核心类器官研发:Kornfeld 教授团队将主要负责开发脂肪组织、肝脏、血管和心脏的高级人源类器官模型。


  • 重建器官通信(Organ Crosstalk):研究人员不仅要在培养皿中独立培养这些微型脏器,更关键的任务是将它们物理与生化地连接起来,使其能够像在人体内一样进行相互通信。


  • 实现多系统并行评估:这构成了一个极其逼真的体外测试环境,使研发人员能够在同一体外系统内,同时观察代谢疾病的进展,以及候选药物对脂肪、肝脏、血管和心脏等多个器官系统的系统性级联效应。


三、群体预测:融入“遗传多样性”打造受试者微缩方阵


除了空间多器官交互的瓶颈外,真实世界中由于患者存在遗传背景的巨大异质性,导致不同患者群体对同一种药物的敏感性与耐受力各不相同。而目前常规的体外细胞筛选极少能反映出这种人群的多样性。


本研究的另一大核心技术突破,在于将“人群的遗传多样性(Genetic diversity)”直接引入体外模型中:


  • 多源供体干细胞:研究人员将采集来自具有不同遗传背景的个体的干细胞来培育类器官。


  • 构建“培养皿中的受试人群”:通过创建代表不同基因背景的类器官,新模型能更真实地呈现不同患者群体对同一种药物候选物的真实反应差异。


  • 早期优胜劣汰:这使科学家在药物研发的极早期阶段,就能筛选出对多数人群确实有效的治疗手段,并迅速淘汰那些成功率极低的候选化合物,大幅降低后期临床试验夭折的风险。


结论


内分泌和代谢新药的药效与毒性评价,或逐步告别单一依赖动物实验的旧范式。通过在体外用人类干细胞构建“脂肪-肝脏-血管-心脏”的类器官通信网络,并纳入人群的遗传异质性,这项长达六年的跨国合作研究项目正为新药的体外精准评估搭建高效通道。这不仅将缩短实验室成果走向临床应用的研发周期,也将为复杂系统性代谢疾病的药物筛选提供革命性的视野。


信源

University of Southern Denmark (SDU). (2026). New project to develop the next generation of drug-testing models. Published in Latest News from the Faculty of Science. Grounded in Department of Biochemistry and Molecular Biology, research initiatives funded by the Novo Nordisk Foundation Challenge Programme 2026.

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