毒理学与药物发现

CRISPR在毒理学与药物发现中的应用


CRISPR在毒理学与药物发现中的应用

从毒性机制发现、安全药理学到药物筛选
CRISPR驱动的毒理学与药物发现研究

通过基因组编辑解码药物安全性与毒性机制

药物性肝损伤(DILI)的发生机制

Lee et al., Int. J. Mol. Sci., 2023

药物安全性评价是药物研发中最关键的步骤之一,也是候选药物临床失败的主要原因。传统的二维细胞培养模型往往无法准确再现人体对化学物质暴露的生理反应。

CRISPR基因组编辑使研究人员能够从表型观察转向基于机制的毒理学研究。通过在相关细胞类型中进行全基因组遗传扰动,并将CRISPR方法与生理相关的3D模型相结合,研究人员可以:

· 鉴定调控药物诱导毒性的基因。
· 利用CRISPR工程化细胞模型建立精准的安全性筛选平台。
· 开发更能代表人体生物学的3D类器官毒性模型。
· 发现与毒性易感性相关的遗传生物标志物。

艾迪基因为毒理学与药物发现研究提供全面的CRISPR解决方案,支持毒性机制研究、安全性筛选、基于类器官的模型和遗传风险评估。

应用一:肝毒性机制分析
系统性鉴定调控药物性肝损伤的基因

药物性肝损伤(DILI)是药物研发失败和上市后撤市的主要原因之一。CRISPR筛选为鉴定肝毒性的遗传调控因子提供了强大方法。

1. 肝毒性研究的全基因组CRISPR筛选

全基因组CRISPR-Cas9敲除筛选能够系统性鉴定参与药物性肝损伤的基因。使用肝细胞模型并用对乙酰氨基酚(APAP)等化合物处理,研究人员可以鉴定与细胞敏感性、耐药性、代谢和应激反应相关的基因。

2. 3D CRISPR筛选平台

基于HepG2/C3A球体模型的三维CRISPR筛选平台相比传统二维系统具有更高的生理相关性。

3D筛选方法能够鉴定:

· 更多与药物毒性相关的遗传调控因子
· 化学特异性毒性通路
· 临床相关的毒性相关基因
3. BSEP转运蛋白与胆汁酸毒性

基于CRISPR的胆汁酸盐输出泵(BSEP)破坏可实现胆汁淤积性肝损伤机制研究,并在肝类器官模型中评估胆汁酸转运功能障碍。

主要应用:
· 鉴定DILI的遗传调控因子
· 理解药物代谢和毒性通路
· 发现毒性生物标志物
· 开发预测性肝毒性模型
应用二:药物安全性筛选与毒理基因组学
从遗传扰动到安全性预测

CRISPR工程化细胞模型为药物毒性风险的早期识别提供了强大的平台。

1. 肝类器官毒性筛选

人干细胞来源的肝类器官毒性平台可利用生理相关模型评估化合物诱导的毒性。

应用包括:

· 药物发现过程中的早期肝毒性评估
· 分子机制研究
· 药物毒性遗传易感性评估
2. 遗传毒性与致癌风险评估

CRISPR筛选可帮助评估遗传毒性风险,并增进对基因组编辑和治疗开发中安全性问题的理解。

3. 体内安全性评价

可在体内评估CRISPR递送系统和编辑模型的生理耐受性、免疫反应、肝脏效应和分子安全性特征。

应用三:心脏毒性及多器官毒性评估
拓展基于CRISPR的毒性筛选

药物诱导的心脏毒性仍是药物研发中的重大挑战。

CRISPR编辑的iPSC来源心肌细胞为研究以下方面提供了强大平台:

· 调控心脏毒性的遗传因素
· 药物诱导的电生理异常
· 心律失常风险的潜在机制

CRISPR技术还支持肾脏、神经、肺和其他器官系统毒性模型的开发。

应用四:靶点验证与药物发现
从基因功能到治疗靶点

除毒性评估外,CRISPR在发现和验证药物靶点方面也发挥着重要作用。

应用包括:

· 全基因组筛选新型治疗靶点
· 候选靶点的功能验证
· 药物敏感性和耐药性机制研究
· 联合治疗策略的开发
整合研究工作流程:从毒性机制到更安全的药物

艾迪基因支持完整的研究工作流程:

艾迪基因技术优势

为毒理学与药物发现构建可靠基础

先进的基因编辑平台
包括FLASH-KO™、FLASH Delivery、Bingo™碱基编辑及Flash-KI,可满足多样化的基因改造需求。
广泛的毒性细胞模型组合
覆盖多种毒性相关细胞类型,用于全面的安全性评估。
3D球体与类器官平台
支持更具生理相关性的毒性研究,提升预测能力。
专有sgRNA设计算法
提供高编辑效率,同时显著降低脱靶风险。
单克隆测序验证
每个编辑克隆均通过Sanger测序及NGS进行准确性验证。
定制模型快速交付
定制模型可快速生成,加速您的研究进程。
经过验证的CRO经验
已完成数千个基因编辑CRO项目,覆盖数百种细胞类型。
全球支持与交付
提供全流程科学支持及可靠的国际项目交付。

从肝毒性机制发现到药物安全性筛选,从3D类器官毒性模型到治疗靶点验证,艾迪基因为毒理学与药物发现研究的每个阶段提供可靠的CRISPR解决方案。

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