目的:药物肾毒性的传统评价方法多采用体内动物模型,通过观察短期或长期给药后动物血清、尿液中尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)等生物标志物以及试验终点肾脏病理组织形态学的改变来评价药物肾毒性,并推断药物对人体的可能毒性,该方法耗时、耗资、耗力,且反应指标不敏感。而体外2D肾细胞系模型不能准确反应药物在体内生理环境中的毒性作用。现代药物毒理学研究开始由体内研究向体内和体外研究相结合发展,建立高通量肾毒性体外评价模型可以提高目标化合物的筛选效率,最新研究表明人诱导多能干细胞在适宜的体外条件下可分化再生形成三维的球状类器官(Organoid)结构,其生理功能与肾类似。本研究基于肾3D类器官构建一种新颖的评价药物肾毒性的方法,并将其应用于中药单体商陆皂苷甲的肾毒性评价。方法:首先向铺满基质胶的培养皿中接种人诱导多能干细胞,待细胞达到40～50%汇合度时,去除无饲养层培养基,加入含细胞因子的基础培养基,进行单细胞培养分化,收集细胞置于Transwell培养装置中,制作肾类器官,并对其进行形态观察及验证,确保其生长状态良好。其次,使用阳性化合物(顺铂、庆大霉素)对3D类器官模型进行验证,具体包括给药后3D类器官形态的变化。最后利用该模型对中药单体商陆皂苷甲进行肾毒性评价。结果:通过显微观察可以看到转入Transwell 3D培养后类器官的雏形从开始的细胞团,逐渐分化出管状结构,且随着时间推移,管状结构越清晰,未分化细胞即阴影部分越来越少。在高倍镜下观察类器官边缘部分,可见其明显出现多个高折光的管状结构轮廓,特异性表达蛋白验证肾类器官。当培养基中分别加入不同浓度的顺铂、庆大霉素时,随着药物浓度增加,肾类器官形态破坏的程度和数量明显增加。通过高内涵染色观察,在给与不同浓度的商陆皂苷甲后,肾3D类器官中凋亡细胞的数量及肾损伤因子(KIM-1)蛋白表达明显增加,活细胞数量明显减少。同时培养基中BUN含量与阴性对照相比明显升高,呈量效及时效关系。结论:本研究成功构建了基于3D类器官的肾毒性评价方法,并将其应用于中药单体商陆皂苷甲的肾毒性评价,其具体的损伤机制还有待进一步深入研究。基于3D类器官进行药物肾毒性评价不仅可减少受试物用量,利于早期对化合物潜在肾毒性进行深入评价,更能快速反应药物对肾脏毒性作用的具体部位,而且可在短期内完成对目标化合物肾毒性机制研究,缩短研究周期,减少实验动物的使用。