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Nature:研究分析人工肝脏能不能进行临床测试

2017/06/17 来源:生物探索
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导读
在体外培育了人工肝脏的科学家和国际小组合作,发现未知的基因分子网络调控人类肝脏器官的发育过程。相关文章在线发现在6月14日的Nature上,这证明人工肝脏仍需要更多轮分子微调才能进行临床试验测试。


目前唯一的治疗终末期肝病的方法是肝移植,而从死去的捐赠者那里获得的肝脏数量有限。

2013年横滨市立大学的武部贵则(Takebe Takanori)研究小组利用人类诱导性多功能干细胞在体外培育了简单的人类“肝芽”,点燃了制造人工肝脏的希望。近期他和国际小组合作,发现未知的基因分子网络调控人类肝脏器官的发育过程。相关文章在线发现在6月14日的Nature上,这证明人工肝脏仍需要更多轮分子微调才能进行临床试验测试。

Takebe介绍能够移植的人工肝脏或肝组织对于那些患有肝病的、需要创新疗法来挽救他们生命的人是非常好的消息。他们在辛辛那提儿童医院的数据给对肝细胞之间的细胞间通讯给出了详细的了解,并显示他们制备的人类肝芽这是非常接近于人类的自然发育的胎儿细胞。


培养皿中的肝芽

遗传图谱

在当前的研究中,作者使用单细胞RNA测序(RNA)来监测单个细胞在三维环境中的变化情况。这是血管细胞、结缔组织细胞和肝细胞进行复杂沟通的地方。

使用单细胞RNA技术的主要优点是它提供了每个细胞类型中基因活性的蓝图。研究人员报告说,他们观察到了基因分子对话急剧性的变化,以及这些细胞在三维环境中共同发育时的行为方式。

单细胞RNA分析还帮助研究人员将由干细胞产生的三维肝脏组织与自然产生的人胎儿和成人肝细胞进行对比。研究人员观察到,实验室培育的肝芽具有非常类似于天然发育的人类肝细胞的分子和基因特征图谱。

自然的和人工的相比

研究人员注意到,生成的肝芽中的基因表达状况,例如基因表达的确切位置和时间,并没有和天然的人类肝细胞完全匹配。自然与生物工程组织之间其余的差距,可能来自不同的发育路径——在培养皿中的细胞与人或动物发育独特的微环境不同造成的。

研究人员表示他们的数据显示,在精确的分辨率上,能够在某种程度上模仿在人类发育过程当中用来调节细胞成长的、不同细胞间的交流网络。至于如何最好地在培养皿里产生一个功能正常的人体肝脏,还有很多东西要学。不过,现在所做的是朝着这个方向迈出的一大步。未来的研究将集中在“进一步提高肝芽的功能”和“精确概括人工肝脏和胎儿发育分化中所有类型的细胞的差别。”

参考资料

Multilineage communication regulates human liver bud development from pluripotency

Bioengineered human livers mimic natural development

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