近日, 益諾思與賽箔（上海）智能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“賽箔”）聯(lián)合開(kāi)展的一項采用生物3D打印技術(shù)，建立了用于早期藥物生殖毒性篩查的小鼠睪丸類(lèi)器官模型，研究成果《Light-based 3D Bioprinting of Testicular Organoid as an In Vitro Model for Reproductive Toxicity Assessment》登上國際權威期刊《ACS Biomater. Sci. Eng.》。

　　不孕不育本世紀是僅次于腫瘤和心腦血管疾病的第三大疾病，全球約有8～15％育齡夫婦受其影響，其中男性原因占50％以上。男性不育的原因有很多，但可能與損害精子發(fā)生的先天性，獲得性或特發(fā)性因素有關(guān)，其中一部分原因是由于環(huán)境毒物或者藥物的生殖毒性導致的。如今新的化學(xué)產(chǎn)物數量快速增長(cháng)，毒性評價(jià)的需求也隨之激增，這些問(wèn)題導致市場(chǎng)供不應求。ICH在ICH S5中提出的“3R”原則也已經(jīng)成為科學(xué)研究者們的共識。因此，建立一個(gè)高通量的藥物生殖毒性替代模型迫在眉睫。

　　開(kāi)展的研究?jì)热?/strong>

　　小鼠睪丸類(lèi)器官生成的 3D 生物打印條件和培養參數的設計：通過(guò)對睪丸外基質(zhì)的探索，發(fā)現睪丸外基質(zhì)中最主要的成分為Ⅰ型膠原蛋白，選用GelMA制備生物墨水；根據睪丸的組織剛度范圍，確定了墨水中各成分的濃度；通過(guò)嘗試不同的打印參數，篩選出了打印狀態(tài)最佳的條件，細胞在模型中生長(cháng)良好，證明了模型的生物相容性。

　　使用青春期前小鼠細胞建立生物打印睪丸類(lèi)器官的建立與表征：通過(guò)對比兩種不同的培養基在睪丸類(lèi)器官培養過(guò)程中細胞的狀態(tài)，發(fā)現在使用一些固定的添加因子的培養基，更有利于細胞的生長(cháng)，并且在培養過(guò)程中產(chǎn)生肉眼可觀(guān)察到的類(lèi)似于精小管的區室化結構產(chǎn)生。

　　睪丸類(lèi)器官表現出區室化的管狀結構并保留關(guān)鍵的性腺細胞譜系：IF染色結構顯示，經(jīng)過(guò)14天的類(lèi)器官培養后，細胞逐漸自組織成類(lèi)似精小管樣的結構，α-SMA形成一個(gè)具有空腔的管狀結構，DDX4分布在α-SMA的內壁上，GATA4則和DDX4混合分布，3β-HSD不均勻的分布在管狀結構之間，與睪丸天然組織分布一致。

　　體外睪丸類(lèi)器官培養過(guò)程中細胞類(lèi)型特異性基因表達譜的時(shí)間變化：通過(guò)基因表達分析表明，優(yōu)化的類(lèi)器官培養系統支持長(cháng)期多種睪丸細胞類(lèi)型的存活和維持。這類(lèi)器官的基因表達譜與體內睪丸非常相似，表明了生物3D打印睪丸類(lèi)器官的成熟且功能正常。

　　生物打印的睪丸類(lèi)器官能夠評估生殖毒性：該模型可以有效的檢測出雷公藤甲素對于睪丸細胞已知的各類(lèi)毒副作用，能夠精準地識別靶細胞，從而為機制研究提供更為豐富的信息支持。小鼠睪丸類(lèi)器官模型初步展現出作為雄性生殖毒性評價(jià)及其機制研究平臺的潛力。

　　亮點(diǎn)展示

　　篩選最適合睪丸細胞生長(cháng)的打印墨水

　　本研究構建的類(lèi)器官模型能夠精準模擬睪丸組織的基質(zhì)組成和剛度。相比于傳統的培養方式，該培養顯著(zhù)增強了細胞-細胞、細胞-基質(zhì)相互作用的關(guān)系和信息交流，為雄性生殖提供了更接近體內環(huán)境的模型。

　　優(yōu)化睪丸類(lèi)器官的培養條件和培養基的配方

　　本研究通過(guò)優(yōu)化3D打印的材料濃度、打印參數、培養方式以及培養基的成分，篩選出小鼠睪丸類(lèi)器官培養的最佳條件。

　　首次建立生物3D打印睪丸類(lèi)器官模型并用于雷公藤甲素的毒性評價(jià)

　　本研究使用優(yōu)化后的條件以及培養基構成培養出了具有區室化管狀結構的睪丸類(lèi)器官，并應用雷公藤甲素對模型進(jìn)行了初步驗證。通過(guò)該研究，驗證了生物3D打印模型在早期藥物毒性篩查方面的潛力，為藥物非臨床安全性評價(jià)提供了有力支持。

　　此次益諾思與賽箔合作的研究成果首次建立了一種基于光固化3D生物打印技術(shù)來(lái)制造睪丸類(lèi)器官，為藥物非臨床安全性評價(jià)提供了一個(gè)高通量的新方法和新模型。類(lèi)器官與生物3D打印技術(shù)的結合，不僅使生殖類(lèi)器官的研究更近一步，還為日后個(gè)性化模型的建立提供了重要依據。期待在這成果能在未來(lái)轉化為實(shí)踐，為不孕不育患者帶來(lái)更多希望。

　　從非臨床到臨床轉化的一站式服務(wù)

　　上海益諾思生物技術(shù)股份有限公司成立于2010年，是國藥集團下屬中國醫藥工業(yè)研究總院有限公司的控股子公司。秉承“科學(xué)引領(lǐng)、質(zhì)量唯先、誠信敬業(yè)、合作共贏(yíng)”的核心價(jià)值觀(guān)，以創(chuàng )新促發(fā)展、以質(zhì)量求生存、以信譽(yù)贏(yíng)客戶(hù)、以管理創(chuàng )效益，公司先后通過(guò)NMPA的GLP認證、美國FDA的GLP檢查、OECD的GLP認證，AAALAC認證及美國病理學(xué)會(huì )的CAP認證等，是一家專(zhuān)業(yè)的提供生物醫藥非臨床研究服務(wù)為主的綜合研發(fā)服務(wù)（CRO）企業(yè)。業(yè)務(wù)范圍覆蓋早期成藥性評價(jià)、非臨床藥效學(xué)研究、非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究、非臨床安全性評價(jià)研究、臨床生物樣本分析、生物標志物與轉化研究等領(lǐng)域。公司于2024年9月3日在上海證券交易所科創(chuàng )板成功上市（股票簡(jiǎn)稱(chēng)：益諾思，股票代碼：688710）。