什么是毒理学?
毒理学是研究天然或人造化学物质对活生物体的不良作用。如今,我们会在生活的环境或使用的产品中接触到越来越多的化学物质,这个问题也日益受到关注。
在这些化学物质中,有很多已知对人体健康有害,并且有证据表明它们可能与自闭症和帕金森综合征等各种神经发育和神经退行性疾病有关。
因此,毒理学是一门可以帮助我们了解不断发展的化学环境的重要科学。

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使用基于细胞的毒性评估方法实现更安全、更快速的药物开发
研究有毒物质及其对活生物体的影响,对于开发安全药物和了解接触有毒化学物质对健康的影响至关重要。毒理学家在科学前沿工作,寻找新方法来识别和评估潜在有害物质带来的风险。在许多情况下,他们的工作对公共健康和安全可以起到直接的改善作用。
毒性评估在新药开发中起着关键作用,因为在早期临床试验中发现的许多潜在治疗方法都具有毒性。事实上,超过三分之一的药物开发由于存在毒性而失败,这使得早期检测对于将安全有效的治疗方法推向市场至关重要。
虽然对小鼠和大鼠进行毒性试验是评估新药安全性的标准方法,但这种方法存在局限性。由于一次只能对少数化合物进行试验,因而动物研究进展缓慢。此外,人体生理学与动物有很大的不同,因此获得的结果往往不具有代表性。
转向基于细胞的试验可对多种化学物质进行快速试验,并且能更好地体现人体生物学。3D 类器官特别有用,这是因为其复杂度较高且与人体组织的结构和功能更加相似。因此,从动物试验转向基于细胞的方法可以提供更准确的结果,从而节省时间、金钱,最重要的是,可以挽救生命。
基于细胞的毒性测定法
- 细胞健康测定
使用细胞系或原代细胞或更复杂的 iPSC 干细胞,以传统细胞培养形式进行这些测定。将细胞暴露于多孔板的化学物质中,使用 MTT 测定法、细胞滴度发光测定法、读板机测定法、成像方法、活死细胞测定法和凋亡测定法来评估细胞健康和死亡。
- 细胞活性和形态测定
细胞通过成像方法进行评估,其中根据细胞计数、细胞面积或核形状评估潜在毒性作用。
- 神经轴突生长
使用高内涵分析检测细胞死亡以及测定神经元生长和发芽,以评估和确定对神经元细胞的更复杂的毒性作用。
- 细胞器的变化
可使用自动化成像和先进的成像工具对核形状、微核变化和线粒体破坏进行定量分析。这些研究虽然复杂,但可以提供出色的结果。
- E-Phys、CA2+ 成像和其他功能测定法
检测化学物质对细胞功能的影响非常重要。许多有毒物质都属于离子通道阻断剂,因此可通过电生理学和钙成像来检测潜在毒性作用。
心脏毒性的综合体外评估
该工作流程有助于说明使用人 iPSC 源性心肌细胞对多种不同类别的环境化学物质和药物进行高通量筛选(即国家毒理学计划 [NTP] 筛选库)的综合体外测定法。通过 Ca2+ 流测定结合高内涵成像确定对心肌细胞收缩力的化学影响,以评估对心肌细胞生理学、线粒体膜电位和细胞活性的浓度依赖性影响。使用表型描述符进行定量毒性分析。对于数据评估,可使用浓度值进行化学物质的生物活性分组和排序,并使用数据解读软件进行可视化。
了解更多有关本研究“使用器官型人诱导多能干细胞源性模型进行环境化学物质的体外心脏毒性评估”的信息。
推进您的毒性评估研究的特色专题
在 Molecular Devices,我们深知,为了获得更多见解,您需要合适的毒性评估工具。因此,我们提供了一系列旨在以多种方式记录数据的解决方案。我们的成像仪器可以拍摄细胞照片并进行详细分析,而我们的 ePhys 仪器则可以提供快速的动力学读数。我们的读板机可在发光、荧光或其他读取模式下测量,自动化解决方案有助于提升检验的速度和效率。此外,我们的分析工具还有助于检测变化,并提供基本的统计分析结果。通过使用 Molecular Devices 的合适工具,您将能够获得将研究提升到更高水平所需的见解。
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药物发现和开发
药物发现形势在不断变化,更多的科学家开始专注于细胞系开发、疾病模型和围绕生理相关 3D 细胞模型的高通量筛选方法。原因显而易见:在研究中使用可高度模拟患者疾病状态或人体器官的细胞模型系统,能够更快地将挽救生命的治疗推向市场。
肝脏毒性
肝损伤是导致药物脱失的一个主要原因,因此在药物开发过程中务必要尽早发现可能导致肝毒性的化合物。
了解更多有望成为评估肝脏毒性的敏感和可重现性筛选工具的高内涵 3D 测定和成像分析的信息:
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神经毒性
虽然有许多方法可以检测神经毒性,但目前所使用的方法大多数都比较简单,不能准确反映体内发生的复杂过程。因此,迫切需要开发更具预测性的体外测定法,来筛选更多可能有神经性毒性的化合物。
了解有关使用基于诱导性多能干细胞的神经轴突生长测定的更多信息,其中该测定可用于评估神经元发育:
类器官毒性研究
药物诱导性器官毒性是导致候选药物无法上市的一个主要原因。用于安全性和疗效试验的高预测性测定法,对改进药物开发和减少候选药失败而言至关重要。
了解更多信息:
前沿资源
毒理学资源
博客
How 3D Cell Models Will Shape the Future of Drug Discovery
3D 细胞模型将如何塑造药物发现的未来
靶标发现和药物开发在很大程度上依赖于二维 (2D) 细胞和动物模型来确定候选药的疗效和毒性作用。然而,90% 的候选物未能通过……
新闻中心
Molecular Devices inks deal with HUB Organoids to advance automated intestinal organoid screening technology
Molecular Devices 与 HUB Organoids 签署协议,以推进自动化肠道类器官筛选技术
加利福尼亚州圣何塞和荷兰乌得勒支,2023 年 2 月 13 日 – 高性能生命科学解决方案领先提供商 Molecular Devices, LLC. 和 HUB Organoids (HUB),……的先驱
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3D organoids and automation of complex cell assays [Podcast]
3D 类器官和复杂细胞检测的自动化 [播客]
随着我们进入基因疗法和个性化医疗的复杂药物发现时代,我们需要为研究复杂疾病、评估……
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Gene editing in organoids: accounting for complexity in drug discovery
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越来越多的研究人员正使用基因编辑来构建疾病模型,以更好地说明人体组织的复合生物学,这标志着 2D 细胞培养或动物模型到类器官……
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Improving Drug Development: Molecular Devices and Cellesce Aim to Advance the Use of Organoids
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在我们收购 Cellesce Ltd 后,来自 Instrument Business Outlook 的 Tanya Samazan 与 Molecular Devices 总裁 Susan Murphy 和 Cellesce CEO Vicky Mar……
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心脏类器官如何开辟下一代药物发现
我们最近携手 HeartBeat.bio 自动化和扩大心脏类器官的生产,心脏类器官是可更准确地再现人体生物学的心脏 3D 细胞模型。Labiotech.eu spo……
科学海报
In vitro platform for high-throughput screening of neurons enables automation of neurotoxicity assays
适用于高通量神经元筛选的体外平台可实现神经毒性检测的自动化
我们出色的自动化 7 要素神经元分析检测能够对神经元健康进行全面的定量描述。NeuroHTS™ 可较大限度地提高……成像类型测定的能力
应用文章
Lung organoids as an assay model for in vitro assessment of toxicity effects by 3D high-content imaging and analysis
通过 3D 高内涵成像和分析,将肺类器官作为一种检测模型用于毒性效应的体外评估
类器官模型在生物研究和筛选中越来越受欢迎,并可模拟复杂的真实组织。为了模拟人体内的肺,我们培养了原代…
应用文章
High-throughput screening of 3D cell cultures with multiple high density scaffold-free spheroids for cancer toxicity studies
针对癌症毒性研究进行高通量 3D 细胞培养物(使用多个高密度无支架细胞球)筛选
用于癌症研究的 3D 细胞球模型越来越受欢迎,因为与......相比,这些模型能更好地模拟体内组织架构、基因表达和肿瘤代谢谱
科学海报
AI-based analysis of complex biological phenotypes
复杂生物学表型的人工智能分析
细胞表型检测已成为药品开发和毒理学安全性评估…中传统体外和体内检测的一种越来越引人注目的替代检测
科学海报
Automated Long-term 3D Cell-Based Toxicity Studies Using a Flowchip System
使用微流控芯片系统进行自动化长时间3D 细胞毒性研究
人们越来越关注于使用三维 (3D) 细胞结构来进行肿瘤、器官和组织建模,以加速转化研究。1 ……已取得重大进展
应用文章
Functional evaluation of neurotoxic and neuroactive compound effects in iPSC-derived 3D neural co-cultures
对诱导多能干细胞 (iPSC) 源性 3D 神经共培养物中的神经毒性和神经活性化合物影响进行功能性评价
人们对使用更复杂、更具生物相关性和预测性的细胞水平平台来开发检测和筛选化合物的兴趣日益增加。
文献
Functional and Mechanistic Neurotoxicity Profiling Using Human iPSC-Derived Neural 3D Cultures
使用人 iPSC 源性神经 3D 培养物进行功能性和机制性神经毒性分析
神经系统疾病影响着全世界数百万人,并且似乎人数还在增加。出现增加的原因尚且未知,环境因素是一个可疑的促成……
应用文章
Calcium flux assay for in vitro neurotoxicity studies and drug screening
适用于体外神经毒性研究和药物筛选的钙离子通道检测
钙成像或监测细胞内钙离子的变化是一种极其有用的技术,适用于研究钙离子在作用于神经元方面起到的不同作用…...
应用文章
Assessment of neurotoxicity and neuronal development using induced pluripotent stem cell-based neurite outgrowth assay
神经毒性和神经元发育的评估 — 基于诱导性多能干细胞为基础的神经轴突生长分析
环境中未经检测的化学品愈加普遍,对此越来越多的关注迫切需要开发可靠和有效的筛选工具来检测化学品…
科学海报
Phenotypic Assessment of Toxicity Using a Human Hepatocyte Co-Culture Model
采用人肝细胞共培养模型对毒性表型进行评估
开发用于早期毒性评估的预测性体外测定法,对于改进药物开发过程和降低临床……期间的药物脱失率极为重要
应用文章
Toxicity assays using induced pluripotent stem cell-derived cells
使用诱导型多能干细胞源性细胞进行毒性检测
药物诱导性器官毒性是导致候选药物无法进入市场的一个主要原因。因此,针对安全性和有效性测试的高度预测性检测对于…
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Multi-parameter imaging assay for measuring toxicity in a tumor model
适用于肿瘤模型中的毒性测量的多参数成像测定法
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应用文章
High-content 3D toxicity assay using iPSC-derived hepatocyte spheroids
使用 iPSC 源性肝细胞球进行高内涵 3D 毒性测定
人们越来越关注于探索使用三维 (3D) 细胞球来对发育性和组织生物学建模,其目标在于加快......方面的转化研究。
应用文章
High-content screening of neuronal toxicity using iPSC-derived human neurons
使用高内涵成像系统对 iPSC 诱导人类神经元分化过程中产生神经元毒性的鉴别和筛选
神经系统对许多化合物、环境因素和某些天然物质的毒性作用非常敏感。神经毒性可引起暂时或…...
科学海报
Phenotypic Characterization of Compound Effects on iPSC-derived Cardiac & Liver Spheroids
化合物对 iPSC 源性心脏和肝脏细胞球的影响的表型鉴定
浏览 PDF 文件,了解关于使用快速动力学荧光和 3D 成像分析来检测化合物对 iPSC 源性心脏和肝脏细胞球的影响的表型鉴定的信息。
文献
Phenotypic Characterization of Toxic Compound Effects on Liver Spheroids Derived from iPSC Using Confocal Imaging and Three-Dimensional Image Analysis
使用共聚焦成像和三维成像分析对 iPSC 源性肝脏细胞球的化合物毒性效应进行表型鉴定
为了更好地模拟体内环境并预测化合物的有效性和毒性,细胞模型变得愈加复杂。人们越来越关注于探究……
文献
Neurite Outgrowth in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neurons as a High-Throughput Screen for Developmental Neurotoxicity or Neurotoxicity
将人诱导多能干细胞源性神经元中的神经轴突生长作为发育神经毒性或神经毒性的高通量筛选依据
神经系统疾病的患病率渐增,且环境中存在大量未经检测的化合物,因此需要开发可靠且有效的筛选工具来……
文献
High-Content Assay Multiplexing for Toxicity Screening in Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes and Hepatocytes
用于诱导多能干细胞衍生的心肌细胞和肝细胞的毒性筛选的多重高内涵检测
在药品开发和毒理学……中,基于细胞的高内涵筛选 (HCS) 检测已成为传统体外和体内检测的一种替代检测方法,并且越来越引人注目