疾病建模&小分子系列 | 类器官+AI+小分子：重塑糖尿病药物筛选的下一代技术平台
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2026-05-15
糖尿病药物研发的困局
糖尿病及其相关代谢疾病（如肥胖、非酒精性脂肪肝）已成为全球性的健康挑战。然而，新药的研发却深陷“高投入、低产出”的困境。传统的二维细胞模型过于简化，无法模拟体内复杂的代谢微环境；而动物模型则存在显著的种属差异，导致众多在动物实验中表现优异的候选药物在临床试验中折戟沉沙。
近年来，类器官技术的飞速发展为这一困局带来了曙光。人类干细胞来源的胰岛、肝脏、脂肪类器官，能够在体外高度还原真实器官的结构与功能。当类器官与人工智能（AI） 辅助的高通量筛选技术相结合，并辅以小分子化合物这把“钥匙”来精确调控细胞命运与功能时，一个重塑糖尿病药物筛选流程的下一代技术平台正呼之欲出。翌圣生物作为您科研路上的坚实伙伴，提供从模型构建到靶点验证的全流程小分子工具，助力您在这一前沿领域取得突破。
一、解锁新靶点：基于类器官的高通量小分子筛选
传统药物筛选如同“大海捞针”，而“类器官+AI”的组合则为我们提供了一张精准的“藏宝图”。以胰岛类器官为例，它包含了功能性的β细胞、α细胞等，能够对葡萄糖刺激产生真实的胰岛素分泌反应，是评估糖尿病治疗药物的“金标准”模型。
前沿案例：ZnT8抑制剂的发现
近期，同济大学李维达团队的研究为我们展示了一条高效路径。他们利用人多能干细胞诱导分化的胰岛类器官，结合AI驱动的机器学习算法，成功筛选并验证了全球首个ZnT8小分子抑制剂——低剂量茴香霉素 。ZnT8是2型糖尿病的关键风险基因，这一发现为糖尿病治疗开辟了全新的靶点。
图1. ZnT8表达与人类2型糖尿病β细胞中的细胞应激相关。[1]
在这一过程中，高质量的类器官模型和高纯度的筛选库是关键。翌圣生物提供多种小分子化合物库，例如 Metabolism-related Compound Library（代谢化合物库，货号：59300ES），其中包含了大量已知的代谢调节剂，为您的初步筛选提供了丰富的工具。此外，在类器官的传代和冻存过程中，使用 Y-27632 dihydrochloride（ROCK抑制剂，货号：53006ES或52604ES） 能够有效抑制细胞凋亡，显著提高类器官的存活率和实验成功率，是构建稳定筛选模型的基石。
二、模拟微环境：代谢性疾病模型的构建与药效评估
糖尿病的发生发展绝非单一器官的问题，而是涉及肝脏、脂肪、肠道等多器官的代谢网络失衡。构建并利用这些疾病的类器官模型，是深入理解病理机制和评估药效的关键。
1. 肝脏类器官与代谢相关脂肪性肝病（MASLD）
利用小分子化合物在体外将干细胞定向诱导分化为肝细胞类器官，是研究MASLD的理想平台。通过在培养基中加入游离脂肪酸（FFAs），如棕榈酸（Cat# 55938ES）和油酸（Cat# 55506ES），可以在肝细胞类器官中成功诱导出脂质堆积、氧化应激和炎症反应等典型的MASLD表型。
翌圣生物提供的 Free Fatty Acids 系列产品（如 Oleic Acid 油酸，货号：55506ES；棕榈酸，货号：55938ES），纯度高、批次稳定性好，是构建MASLD模型的理想诱导剂。在此基础上，您可以筛选具有潜力的治疗药物，例如使用维生素E（Cat# 50304ES）作为阳性对照，评估其对FFAs诱导的脂毒性的保护效果。
2. 脂肪类器官与肥胖研究
肥胖不仅是脂肪细胞的过度堆积，更伴随着慢性炎症和血管生成异常。近年来，血管化脂肪类器官模型的建立，为研究肥胖微环境提供了更真实的模型。
在此类研究中，Celastrol（雷公藤红素） 作为一种从传统中药中提取的天然产物，被证实可以通过抑制脂肪生成和血管生成来对抗肥胖 。翌圣生物提供的 Celastrol（产品名称：Tripterin，货号：53865ES）高纯度产品，可用于在脂肪类器官模型中验证其抗肥胖的分子机制和药效。
图2. Celastrol 对血管化脂肪类器官的影响。[3]
此外，类器官的成功诱导离不开精确的细胞命运调控。翌圣生物的 Stem Cell Compound Library（干细胞化合物库，货号：59600ES） 有很多干细胞相关的化合物供选择，以及CHIR-99021，货号：53003ES）等关键的小分子，为干细胞的高效分化和类器官的稳定构建提供了核心驱动力。
三、重塑细胞命运：小分子化合物在再生治疗中的探索
除了药物筛选，类器官技术也为细胞替代疗法带来了新的希望。通过化学重编程技术，利用小分子cocktail将一种成熟细胞直接转化为另一种功能细胞，为治疗糖尿病等疾病提供了自体细胞来源，避免了免疫排斥和伦理争议。
前沿方向：胃类器官转分化为胰岛素分泌细胞
邓宏魁团队的开创性工作展示了化学重编程的强大潜力。研究人员设想，未来是否可以利用小分子在体内直接将胃类器官中的细胞重编程为能够响应血糖的胰岛素分泌细胞（GINS细胞），从而实现糖尿病的原位治疗。
这一策略的实现，依赖于一系列表观遗传小分子调节剂的精确组合。翌圣生物提供的 Epigenetics Compound Library（表观遗传化合物库，货号：59400ES），涵盖了HDAC抑制剂、DNA甲基转移酶抑制剂等多种工具，为探索和优化这类转分化方案提供了丰富的资源。还有化合物5-Azacytidine（5-氮杂胞苷，货号：53160ES） 作为DNA甲基转移酶抑制剂，常在重编程研究中用于激活沉默基因。
发展前景
从靶点发现到疾病建模，再到再生治疗，类器官技术正以前所未有的深度和广度渗透到代谢疾病研究的每一个环节。当它与AI的强大算力和小分子化合物的精准调控能力相结合时，一个高效、精准、高通量的下一代药物研发平台已然成形。
翌圣生物深刻理解这一技术浪潮中科研工作者的需求。我们不仅提供文中提及的Y-27632、CHIR-99021、Celastrol，还拥有覆盖胆汁酸代谢（如 Taurochenodeoxycholic acid 牛磺鹅去氧胆酸钠盐，货号：58662ES）、GLP-1类似物（如 Semaglutide 索马鲁肽，货号：58663ES）、GLP-1受体激动剂（如Liraglutide利拉鲁肽，货号：58664ES）以及多种天然产物库（Natural Product Library，货号：59200ES） 的丰富产品线。我们致力于为您提供从类器官构建、疾病模型建立到高通量筛选的全流程工具，助力您在代谢疾病研究的星辰大海中乘风破浪，探索无限可能。
产品汇总
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产品名称 |
产品货号 |
规格 |
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59300ES |
20 μL/well solution, 10 mM/100 μL/well solution, 10 mM |
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52604ES |
5 mg/10 mg/25 mg/50 mg/100 mg |
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53006ES |
1 mg/5 mg/10 mg/50 mg/100 mg |
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55938ES |
500 mg/5g |
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55506ES |
10 mg |
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50304ES |
2 g/10 g |
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53865ES |
5 mg/25 mg |
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59600ES |
20 μL/well solution, 10 mM/100 μL/well solution, 10 mM |
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53003ES |
2 mg/5 mg/10 mg |
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59400ES |
20 μL/well solution, 10 mM/100 μL/well solution, 10 mM |
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53160ES |
50 mg/250 mg/500 mg |
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58662ES |
100 mg |
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58663ES |
1 mg/5 mg/10 mg/25 mg |
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58664ES |
1 mg/5 mg/10 mg/25 mg |
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59200ES |
20 μL/well solution, 10 mM/100 μL/well solution, 10 mM |
翌圣生物提供完善的小分子化合物系列产品，翌圣生物小分子化合物优势：
- 产品经严格质检，品质有保障
- 产品纯度高，生化数据全
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另针对类器官、干细胞等应用场景，翌圣生物均可提供完整解决方案：
干细胞领域：Nature重磅发文，首次实现化学小分子诱导多潜能干细胞
参考文献
[1] Hu R, Ma Q, Kong Y, Wang Z, Xu M, Chen X, Su Y, Xiao T, He Q, Wang X, Xu W, Yang Y, Wang X, Li X, Liu Y, Chen S, Zhao R, Guo M, Wang G, Li W. A Compound Screen Based on Isogenic hESC-Derived β Cell Reveals an Inhibitor Targeting ZnT8-Mediated Zinc Transportation to Protect Pancreatic β Cell from Stress-Induced Cell Death. Adv Sci (Weinh). 2025 May;12(20):e2413161. doi: 10.1002/advs.202413161.
[2] Qin C, Wu H, Liao P, Yan W, Shi X, Xie J, Liu S, Chen S, Cao X, Zhou Y, Duan Y. Modeling pathogenesis and progression of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease and therapeutic drug screening using hESC-derived mature polarized hepatocyte organoids. Stem Cell Res Ther. 2025 Dec 20;17(1):42. doi: 10.1186/s13287-025-04865-7.
[3] Li S, Kan F, Ji S, Cao D, Liu H, Wu J. Development of vascularized adipose organoids from PBMSCs and their application in evaluating Celastrol's effects. Adipocyte. 2025 Dec;14(1):2548787. doi: 10.1080/21623945.2025.2548787. Epub 2025 Aug 29. PMID: 40878808; PMCID: PMC12407818.
[4] Lu J, Kim H, Zhu J, Martin C, Zhang J, Polavarapu V, Lacko LA, Ariyachet C, Dattoli AA, Liu T, Chen X, Xia Q, Huang X, Zhou Q. Modeling in vivo induction of gastric insulin-secreting cells using transplanted human stomach organoids. Stem Cell Reports. 2025 Dec 9;20(12):102708. doi: 10.1016/j.stemcr.2025.102708.
