文档介绍：中国药理学与毒理学杂志 2011年 12月第 25卷第 6期 Chi JPharaclToxiol Vol25,No6,Dec2011

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胚胎干细胞及代谢组学在药物安全性研究中的应用进展
李黎1,柴振海2,申秀萍2,刘昌孝2,3
(,辽宁沈阳 110016;天津药物研究院 ,
,天津 300193)
摘要:胚胎干细胞(ESCs)是来源于胚胎囊胚期内细胞团的一类未分化的全能干细胞,具有无限复制、自我更新和多向分
化的生物学特性。ESCs在特定条件下能够被诱导分化成各种特化的器官或组织细胞。这些特定功能的细胞可作为体外实验
的模型应用于新药开发早期药物有效性及毒性筛选或安全性预测研究。本文就 ESCs的分化,ESCs在药物安全性研究中的应
用,以及 ESCs结合代谢组学技术进行药物安全性预测研究的应用进展作一综述。
关键词:胚胎干细胞;胚泡内细胞团;药物评价;细胞分化;代谢组学
中图分类号:R99, 文献标志码:A 文章编号:1000002(2011)065915
DOI /.
1999年 12月,Scince杂志公布了当今世界科学发展的
评定结果,干细胞的研究成果名列十大科学进展榜首[1]。胚
胎干细胞(embroni sem cels ESCs)研究的科学价值在于
其诱人的应用前景。如果最终能够成功诱导和调控 ESCs的
分化与增殖,将对 ESCs的基础研究和临床应用带来积极的
影响,使之有可能在医学和药学领域发挥重要作用。
ESCs是从胚胎发育早期
囊胚期分离内细胞团(i
nercelmas,IM )得到的未分化细胞。在此阶段分离并
在体外培养基中培养的 ESCs可以无限地增殖传代并维持其
未分化状态,同时也能保持其分化全能性而分化成外胚层,
中胚层和内胚层,再分化发育成完整个体[2]。
在药物研究方面,ESCs可分化为多种细胞类型,又是能
在培养基中不断自我更新的细胞来源。它发展为胚体后的
生物系统,可模拟体内细胞与组织间复杂的相互作用,这在
药物研究领域具有广泛的用途。ESCs虽不会完全取代在整
个动物和人体上的实验,进行药物的有效性研究(图 1),但
在利用不同细胞系对候选药物进行各种细胞的药理、药效、
毒理及药代实验研究中,它们提供了可靠的物质基础和细胞
来源,可以显著减少实验动物的数量,降低研究开发成本。
同时,由于 ESCs类似于早期胚胎的细胞,它们有可能用来
揭示哪些药物干扰胎儿发育和引起出生缺陷。因此,国际
上许多学者都在关注这一重要领域的基础与应用研究。
1 胚胎干细胞的分化
自然分化
通过撤除饲养层细胞的支持和在 ESCs培养基中不添加

基金项目:国家基础研究(973)计划(2010CB735602);“十一
五”国家科技支撑计划(2007BAI1B03);“重大新药创制”科技重大
专项(2012XZ09505)
作者简介:李黎(1985 - ),女,博士研究生,主要从事基于代
谢组学的胚胎干细胞药物早期安全性评价研究,Tel 136220