小分子药物临床前研究的关键目标是验证靶点生物学功能、明确药物作用机制，并为后续开发提供科学依据。靶点验证通常结合基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）与细胞模型，通过敲除或过表达目标基因，观察细胞表型变化。例如，在BRAF突变型黑色素瘤研究中，研究者利用CRISPR敲除BRAF基因后，发现细胞增殖明显受抑，而回补突变型BRAF则恢复增殖，证实了该靶点的致ancer性。机制探索则依赖蛋白质组学、代谢组学等技术，解析药物对信号通路的调控。如EGFR抑制剂吉非替尼通过抑制下游AKT/mTOR通路，诱导肿瘤细胞凋亡，这一机制在临床前模型中得到验证，为后续临床试验设计提供了关键理论支持。此外，类organ模型因其保留患者tumor组织异质性的特性，成为机制研究的理想工具，可模拟药物在复杂微环境中的动态作用。肠胃药研发进入临床前，利用斑马鱼消化特点，研究药物吸收规律。药物的临床前安全性评价
动物毒理实验是化合物临床前研究中保障安全性的关键环节。实验需选用合适的动物模型，如大鼠、小鼠、豚鼠等，根据化合物预期的临床用途和给药途径，设计不同剂量组进行长期或短期给药。期间密切观察动物的一般行为表现、体重变化、饮食情况等，定期采集血液、组织样本进行血常规、血生化、病理组织学检查。例如，通过长期毒性实验，可发现化合物对动物肝脏、肾脏、心脏等重要organ是否造成损伤及损伤程度，确定其无毒性反应剂量和比较大耐受剂量。急性毒性实验则能快速评估化合物单次大剂量给药后的毒性反应，如是否引发急性死亡、惊厥等严重不良反应。这些毒理实验数据为确定化合物在人体临床试验中的安全起始剂量和剂量递增方案提供重要参考，很大程度降低人体用药风险。宁波注射液临床前一般毒理性评价临床前实验时，斑马鱼幼鱼体型小，微量药物即显药效，节省珍贵样本。
药代动力学（PK）研究聚焦药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄（ADME）过程，是决定药物剂量的关键。体外实验中，Caco-2细胞模型可预测药物肠道渗透性，肝微粒体或肝细胞孵育系统则用于评估代谢稳定性。例如，某候选抗ancer药物在肝微粒体中半衰期15分钟，提示需结构优化以提高代谢稳定性。活的体PK研究依赖大鼠或犬模型，通过液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）测定血浆、组织中的药物浓度。环特生物开发的斑马鱼PK模型，可实时观察药物在胚胎体内的分布，发现某化合物在脑部的蓄积量是血浆的3倍，提示其可能穿透血脑屏障。PK/PD（药效动力学）整合分析进一步关联药物浓度与疗效，例如在antibiotic研发中，通过PK模型确定给药间隔，使血药浓度维持在小抑菌浓度（MIC）以上，显著提高杀菌效果。
毒理学评价旨在识别药物的潜在毒性，包括急性毒性、慢性毒性、遗传毒性及生殖毒性等。传统方法依赖大鼠、犬等哺乳动物模型，但存在周期长、成本高的局限。斑马鱼模型因其胚胎透明、发育快速，成为急性毒性筛选的优先。例如，OECD指南将斑马鱼胚胎急性毒性测试（FET）纳入标准方法，通过观察胚胎死亡率、畸形率，72小时内可完成初步评估。遗传毒性评价采用Ames试验（细菌回复突变）或小鼠淋巴瘤细胞试验，检测药物是否诱发基因突变。生殖毒性研究则通过斑马鱼胚胎发育毒性测试，评估药物对心脏、神经系统的发育影响。环特生物建立的“斑马鱼-类organ”联合毒理平台，可模拟药物对肝、肾等organ的特异性损伤，提高毒性预测的准确性。例如，某候选药物在类organ中显示肝细胞凋亡率升高30%，而在斑马鱼模型中观察到肝区荧光减弱，两者结合提示需调整剂量或结构。精神类药物临床前，斑马鱼行为模式多样，依行为变化测药精神的效应。
非临床前安全性研究的方法与技术一直在不断发展和完善。如今，除了传统的动物实验和细胞实验外，新兴技术如类organ培养、人源化动物模型的应用为安全性评估提供了更精细的工具。类organ能够在体外模拟人体organ的部分结构和功能特性，可用于研究药物或产品对特定organ的直接影响，减少因动物和人体差异导致的结果偏差。人源化动物模型则通过基因编辑等技术将人类相关基因或细胞导入动物体内，使动物在某些生理特性上更接近人类，从而提高安全性研究结果对人类的预测性。此外，多组学技术如基因组学、蛋白质组学和代谢组学等被广泛应用于分析药物或产品作用下生物体内分子水平的变化，从基因表达调控、蛋白质功能改变到代谢通路的扰动等多方面综合评估安全性，有助于更多面、深入地理解潜在的安全风险机制，提升非临床前安全性研究的质量和效率。临床前通过斑马鱼全基因组测序，挖掘与药物敏感关联基因信息。宁波候选临床前前新药评价中心
临床前斑马鱼药浴给药，操作简便，依鱼状态评估药物局部作用强度。药物的临床前安全性评价
在临床前药效毒理研究中，药物代谢动力学研究与之紧密相连。药物进入动物体内后，其吸收、分布、代谢和排泄过程（ADME）对药效和毒性有着重要影响。通过采用先进的分析技术，如液相色谱 - 质谱联用（LC - MS）等，测定药物在血液、组织及排泄物中的浓度随时间的变化曲线。了解药物的吸收速率和程度，确定其在体内的分布特点，例如是否能透过血脑屏障进入中枢的神经系统等特定组织。研究药物在肝脏等organ中的代谢途径及代谢产物，判断代谢产物是否具有活性。药物的排泄途径和速率也至关重要，影响着药物在体内的停留时间和蓄积风险。这些药物代谢动力学数据有助于解释药效和毒理现象，为合理设计药物剂型、优化给药的方案提供关键依据。药物的临床前安全性评价
