编者按：在医学研究的前沿，科学家们正以前所未有的方式模拟人体内部的复杂互动。近日，韩国科学技术院（KAIST）的研究团队取得了一项突破性进展——他们开发出一种“器官芯片”系统，能够在实验室中精确模拟药物引起的肌肉损伤如何导致肾脏损伤的完整过程。这项技术不仅解决了长期以来难以直接观察人体内器官间相互作用的难题，更以其独特的模块化设计，实现了肌肉与肾脏组织的“即插即用”。这意味着一场药物安全测试的革命可能即将到来：未来，我们或许能在新药上市前，就精准预测其潜在的副作用，甚至为每位患者提供个性化的用药安全评估。以下为您详细解读这项可能改变未来医疗格局的创新研究。
韩国科学技术院（KAIST）的研究人员开发出一种生物微流体系统（器官芯片），能够在实验室中精确复制因药物导致肌肉损伤、进而引发肾脏损伤的过程。
KAIST于5日宣布，他们已构建出一个在微型芯片上实现人体器官环境、并能模拟肌肉与肾脏组织相互作用的装置。这项研究由KAIST机械工程系的全成?教授和沈基东教授团队，以及盆唐首尔大学医院的?教授等人共同参与。
横纹肌溶解症是一种因药物摄入等因素导致肌肉损伤，进而可能引发肾功能障碍和急性肾衰竭的疾病。然而，直接观察肌肉和肾脏在人体内如何相互影响并同时受损，一直存在技术局限。
研究团队设计了一种结构，能在单一芯片内连接三维肌肉组织与在肾脏中发挥关键功能的近端肾小管上皮细胞。值得注意的是，该装置的特点是采用了一种即插即用机制的模块化微流控芯片，可根据需要连接或分离器官组织。
在此器官芯片中，肌肉和肾脏组织可以在各自最适宜的环境中分别培养，仅在实验需要器官间相互作用时才进行连接。实验结束后，组织可再次分离，以便独立分析各自的变化。该设计还能量化受损肌肉释放的毒性物质对肾脏的影响。
研究团队利用该平台，应用了临床上已知会引起肌肉损伤的阿托伐他汀（一种降血脂药）和非诺贝特（一种降甘油三酯药）。结果显示，芯片上的肌肉组织表现出力量生成能力下降、结构退化，以及肌肉损伤标志物水平升高——这些都是横纹肌溶解症的典型变化。
全成?教授表示：“利用这种可同时连接和分离肌肉与肾脏的组装式器官芯片，我们首次在实验室环境中精确复制了药物诱发肌肉损伤导致肾脏损伤的器官间连锁反应。”他补充道：“这可以作为提前预测药物副作用，并扩展到个性化药物安全性评估的基础。”
该研究成果已于去年11月发表在国际学术期刊《先进功能材料》上。
参考文献
Advanced Functional Materials (2025), DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202513519
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