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如何構建還原肝臟復雜結構？我國學者給出了新方案
2024年07月24日 11:55:41
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5467
肝臟作為人體中至關重要的器官，是體內代謝的中心站，參與多種物質的代謝過程。同時，肝臟還具備解毒功能、凝血功能，并且發(fā)揮著免疫防御作用。而這些功能與肝臟復雜的結構有著密切的聯(lián)系。
【化工儀器網 行業(yè)百態(tài)】肝臟作為人體中至關重要的器官，是體內代謝的中心站，參與多種物質的代謝過程。同時，肝臟還具備解毒功能、凝血功能，并且發(fā)揮著免疫防御作用。而這些功能與肝臟復雜的結構有著密切的聯(lián)系。
肝臟的基本結構為肝小葉，肝小葉呈多面棱柱體狀，以中央靜脈為中心，肝細胞單層排列形成肝板向周圍放射狀走向。而這些肝細胞具有多種功能面，如肝血竇面、膽小管面等。肝細胞之間通過緊密連接、橋粒和縫隙連接等結構相互耦聯(lián)成群，從而擴大肝細胞的各種功能。此外，肝臟中還有雙重血液供應系統(tǒng)，并且分布著復雜的膽管系統(tǒng)，這些結構維系著肝臟的代謝和解毒。
用更加直觀的數(shù)據來說明，成人肝臟由大約50萬—100萬個六邊形結構的肝小葉組成，約一萬億個細胞和致密交錯的血管及膽管網絡行使著代謝、合成、解毒等500多項重要功能。也正因如此，現(xiàn)代醫(yī)學想要構建并修復肝臟面臨著非常多的局限。如何發(fā)展包括類器官、微流控芯片、3D生物打印在內的體外組織工程技術，實現(xiàn)人工肝臟和肝臟組織模型構建工作，成為了再生醫(yī)學的重要研究方向。
而關于這個問題，我國學者似乎給出了一個新的方案。近日，北京協(xié)和醫(yī)院肝臟外科團隊攜手多家研究機構在人工肝臟領域取得兩項突破性進展。相關團隊成功使用懸浮打印技術和全息晶格聲鑷技術，構建了帶有肝臟靜脈結構的新型人工肝臟(HEALs)，以及在活性和功能方面更具優(yōu)勢的肝臟組織模型。
據悉，團隊采用了“全向懸浮打印基質網絡”作為支持介質來實現(xiàn)對肝臟組織的精準打印，而打印出的HEALs與傳統(tǒng)3D打印肝臟相比實現(xiàn)了厘米級組織構建，且在肝功能表達、移植后血管新生方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。在小鼠實驗中，移植到小鼠體內的HEALs在兩周后便可以觀察到血管新生，證明了其在生物體內的活性和功能性。
全息晶格聲鑷技術是一種運用聲學手段捕獲、組裝、移動和篩選細胞的技術。具有非接觸、無損傷、精確靈活、圖案化過程迅速等獨特優(yōu)勢，被形象地比喻為“隔空取物”技術。團隊對其進行了針對性調整，使其可以用于仿生3D肝臟模型構建。
用該技術構建體外仿生3D肝臟模型與傳統(tǒng)方法相比，作用后的原代肝細胞在1分鐘內就可以生成大量自組裝的肝細胞球狀體，不僅速度快，而且體外培養(yǎng)后肝細胞球狀體的直徑顯著增加，蛋白合成代謝、糖代謝、解毒等核心功能也顯著增強。
并且，這也是全息聲鑷技術應用于生物模型構建領域的一次突破，一定程度上為后續(xù)解決該技術運用于相關領域的局限性提供了重要的思路，激發(fā)了其在構建體外3D模型方面的巨大潛力。
簡單地說，這兩項研究成果不僅為肝臟再生醫(yī)學帶來了新希望，也為無法及時獲得肝臟移植的患者提供了潛在的救命之道。新技術的出現(xiàn)，標志著在肝臟再生領域取得了重要進展，未來的肝臟移植和藥物篩選逐漸開始形成極具潛力的解決方案。
本文參考資料來源：科技日報、中國青年報
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