摘要
一项新的研究成功地获得了肝类器官(“微型肝脏”)，它们执行肝脏的所有典型功能，如产生重要的蛋白质、储存维生素、分泌胆汁，以及使用人类血细胞进行的许多其他功能……
一项新的研究成功地获得了肝类器官(“迷你肝脏”)，它们执行肝脏的所有典型功能，比如产生重要的蛋白质、储存维生素和分泌胆汁，以及使用人类血细胞进行的许多其他功能。这项创新使得肝脏组织在实验室中仅用90天就能产生，在不久的将来可能成为器官移植的替代品。这项研究结果发表在《生物制造》杂志上。
这项研究是在人类基因组和干细胞研究中心(HUG-CELL)进行的。由圣保罗大学(USP)主办的HUG-CELL是由圣保罗研究基金会(FAPESP)资助的研究、创新和传播中心(RIDCs)之一。
本研究将生物工程技术，如细胞重编程和多能干细胞的培养与3D生物打印相结合。由于这一策略，由生物打印机产生的组织维持肝功能的时间比其他组在以前的研究中报道的更长。
“在我们获得完整的器官之前，还有更多的阶段要完成，但我们正走在通往极有希望的结果的正确道路上。”在不久的将来，人们可能不再等待器官移植，而是从病人身上提取细胞，在实验室里对它们重新编程，制造出一个新的肝脏。另一个重要的优势是零排斥的可能性，因为细胞来自病人。
这项研究的创新之处在于这些细胞是如何被包含在3D打印机中用来产生组织的生物墨水中的。“我们开发了一种打印前分组细胞的方法，而不是打印个性化细胞。这些‘细胞团’，或称球状体，构成了组织并使其功能维持更长时间，”USP生物科学研究所博士后研究员、这篇文章的第一作者埃内斯托·古拉特(Ernesto Goulart)说。
因此，研究人员避免了大多数人体组织活检技术面临的一个问题，即细胞间逐渐失去接触，从而导致组织功能丧失。
本研究在多能细胞向肝组织细胞(肝细胞、血管细胞、间充质细胞)转化的分化过程中已经发生了球状体的形成。“我们开始分化的时候，细胞已经在一起了。他们是在搅拌中培养的，群体是自发形成的。
A肝脏在90天内
根据研究人员的说法，从收集病人的血液到生产功能性组织的整个过程大约需要90天，可以分为三个阶段:分化、打印和成熟。
最初，血细胞被重新编程，回归到干细胞的多能性特征阶段，成为诱导多能干细胞(iPSCs)。日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)因开发了这项技术而获得2012年诺贝尔医学奖。
下一个阶段是诱导分化成肝细胞。然后，这些球体与生物墨水(一种类似水凝胶的液体)混合，并打印出来。产生的结构在培养中成熟18天。
Goulart说:“打印过程需要在三个轴上沉积球体，这是材料获得体积和提供适当的组织支持所必需的。”“凝胶状的生物墨水是交联的，使结构更加坚硬，这样它们可以被操纵，甚至缝合。”
大多数可用的打印活组织的方法都是在水凝胶中浸泡和细胞分散，以概括微环境并确保组织功能。然而，实验表明，细胞间的接触和功能的丧失往往是在细胞间分散的情况下发生的。
Goulart说:“这对细胞来说是一个有点创伤的过程，它们需要时间来适应环境并获得功能。”“在这个阶段，它们还没有被释放，因为它们是分散的，但我们的研究表明，它们已经有能力清除血液中的毒素，并产生和分泌白蛋白(一种仅由肝脏产生的蛋白质)。”
在这项研究中，研究人员以三名志愿者的血细胞为原料，开发了迷你肝脏，并比较了与功能相关的标志物，如维持细胞接触和蛋白质的生产和释放。“我们的球状体比那些从单细胞分散中获得的要好得多。正如所料，在成熟过程中，肝功能的标志物没有降低。
Goulart说，虽然这项研究仅限于制造微型肝脏，但这项技术将来可以用于制造适合移植的完整器官。他表示:“我们的规模很小，但只要有投资和兴趣，就可以很容易地扩大规模。”
来源：Medindia
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