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。tumor放疗增敏药临床前，斑马鱼移植tumor，模拟放疗，看药协同效果。北京成都临床前研究项目
外泌体作为纳米级细胞外囊泡，尺寸在30-150纳米，由几乎所有细胞分泌，在细胞间信号传递中扮演关键角色。临床前研究首要聚焦于外泌体的基础特性，包括其生物合成、分泌机制以及内含物组成。研究发现，外泌体富含蛋白质、核酸和脂质等生物活性成分，且其内容物反映了来源细胞的状态。例如，肿瘤细胞分泌的外泌体与正常细胞来源的相比，其蛋白质和核酸谱存在明显差异，这些差异为疾病诊断提供潜在生物标志物。同时，深入了解外泌体如何被细胞摄取、释放及在体内循环，有助于揭示其发挥生理病理作用的机制，为后续临床应用奠定理论基石。浙江生物大分子临床前评价机构康复类药物临床前，干扰斑马鱼肢体，借其再生看药对恢复的助力。
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。
体外活性需通过体内模型验证其医疗潜力。根据疾病类型选择合适的动物模型是关键：例如，针对自身免疫病，常用NOD小鼠或胶原诱导性关节炎（CIA）模型；针对tumor，则采用患者来源异种移植（PDX）模型或基因工程小鼠（如KRAS突变型肺ancer模型）。以抗纤维化药物为例，将候选分子（如TGF-β1抑制剂）通过腹腔注射给予博来霉素诱导的肺纤维化小鼠，通过Micro-CT扫描量化肺密度变化，结合羟脯氨酸含量测定评估胶原沉积，可明确药物能否逆转纤维化进程。体内实验需设置严格对照组（如阳性的药、溶剂对照），并采用盲法评估以减少偏差。若候选分子在动物模型中显示出剂量依赖性疗效（如降低tumor体积30%以上），且效果优于或非劣于已上市药物，则可推进至毒理学研究。临床前研究中，斑马鱼胚胎透明，利于观察药物代谢，为药效评估提供直观线索。
药效评估是判断化合物是否具备临床医疗价值的关键步骤。在临床前阶段，会构建多种疾病动物模型，如tumor移植模型、炎症模型、心血管疾病模型等，模拟人类疾病状态。以抗糖尿病化合物为例，通过给糖尿病模型小鼠灌胃或注射该化合物，监测其血糖水平、胰岛素分泌量、糖化血红蛋白等指标的变化。同时设置阳性对照组（使用已上市的同类药物）和阴性对照组（给予安慰剂）进行对比。若实验结果显示化合物能有效降低模型动物的血糖水平，且效果与阳性的药物相当或更优，同时不产生严重不良反应，那么该化合物就展现出良好的药效潜力。通过多方面、严谨的药效评估，筛选出真正具有医疗效果的化合物，推动其进入临床研究阶段，为后续临床试验的顺利开展提供有力支撑。牙科材料临床前，斑马鱼牙齿发育模式特殊，测试材料生物相容性。深圳注射液临床前前新药评价中心
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。北京成都临床前研究项目
生物大分子药物（如抗体、蛋白、核酸等）因其高特异性和强的效性，已成为现代医药研发的关键方向。然而，其临床前研究面临独特挑战：分子量大导致膜通透性差、免疫原性风险高、稳定性控制难，且需针对特定靶点设计复杂作用机制。例如，单克隆抗体需通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性（ADCC）或补体依赖细胞毒性（CDC）发挥作用，而双特异性抗体则需同时结合两个抗原表位以实现精细调控。临床前阶段需系统评估这些分子的药代动力学（PK）、药效动力学（PD）及毒性特征，通常采用体外细胞模型（如HEK293、CHO细胞）和体内动物模型（如小鼠、非人灵长类）相结合的策略。数据显示，全球生物大分子药物临床前研发失败率高达40%，其中因免疫原性或药代动力学问题导致的淘汰占比超60%，凸显了临床前研究的重要性。北京成都临床前研究项目
