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干燥综合征相关干眼症的AI类器官高通量中药筛选及机制研究
作者: 陶新宇
单位: 南通大学附属医院

摘要

干燥综合征(Sjögren’s syndrome, SS)是以外分泌腺慢性炎症为特征的自身免疫病,干眼症(dry eye disease, DED)是其最常见且最早期表现之一。现有治疗以人工泪液及环孢素A(CsA)为主,疗效有限且长期依从性差。泪腺功能障碍与炎症微环境失衡是SS干眼的核心机制。本研究构建泪腺类器官–机器人–人工智能(AI)一体化筛选平台,高通量筛选中药单体,探索促进泪液分泌并抑制炎症的新型治疗策略。

建立小鼠泪腺类器官模型,验证AQP5极性表达及LTF分泌功能,模拟SS泪腺分泌表型。构建机器人自动化培养系统,实现标准化、高通量类器官扩增。开发AI图像分析模型(OrgAI)定量评估类器官体积膨胀(反映泪液分泌能力)。以此平台对2444种中药单体进行表型筛选,并通过ELISA检测IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子。筛选出的候选化合物制备为纳米脂质体滴眼液,在BAK诱导干眼小鼠模型中进行体内验证。

泪腺类器官成功重现泪腺结构与分泌特性,对FSK、胆碱能激动剂及炎症刺激均产生可量化膨胀反应。经两轮筛选,共获得5种兼具促分泌及抗炎作用的中药单体。纳米化制剂粒径100–150 nm,包封率78.5%–94.2%。体内实验显示,5种中药纳米滴眼液显著改善角膜荧光染色评分,延长泪膜破裂时间(TBUT),提高泪液分泌量,恢复结膜杯状细胞密度,部分指标优于CsA。结果提示其可同时改善泪腺分泌功能及炎症微环境。

本研究建立了面向干燥综合征相关干眼症的AI类器官高通量筛选平台,实现中药单体的快速功能筛选与验证。筛选获得的候选中药纳米滴眼液在体内外均表现出良好的促泪及抗炎作用,具有潜在转化价值。该研究为SS干眼精准治疗及中药现代化研发提供了新策略。

关键词: 干燥综合征,AI,类器官,中药
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议