3d微型肝脏引领了针对患者的药物研发
人的肝脏是具有多种功能的重要器官。由于患者对肝脏疾病的易感性是高度可变的,来自东京医科和牙科大学(TMDU)和辛辛那提儿童医院医疗中心(CCHMC)的研究人员设计了一个模型肝脏系统,可以对疾病建模和药物开发进行个性化。
在一项将于8月发表的研究中细胞代谢在美国,包括TMDU在内的一个国际研究团队开发了一种建立多细胞人类肝类器官(微型肝脏)的方法,该方法包含不同的肝细胞类型,显示出肝组织的特征,直到基因和蛋白质级别。他们能够在20天内通过结合不同活跃生长的细胞类型来创造出肝脏多能干细胞(PSCs),它可以转化成几乎任何类型的细胞。
重要的是,研究人员能够触发一种肝脏疾病在这些类器官中称为脂肪性肝炎,由脂肪堆积和炎症蛋白表达增加证实。此外,这些病变的类器官显示纤维化(组织惊吓)指标水平增加。
“使用原子力显微镜我们还测量了类器官的硬度,这反映了肝纤维化的严重程度,”作者Shodai Togo说。“在这种器官模拟模型中触发疾病症状的能力将提高我们对疾病发展和潜在原因的理解,并将允许安全的药物测试。”
另一项令人兴奋的成就是,研究人员还成功地利用Wolman病患者的PSCs建立了生病的肝类器官。
“这些患者缺乏一种分解脂肪物质的酶,导致脂肪在包括肝脏在内的各个器官积聚,”合著者Rie Ouchi说。“然后我们研究了治疗这些生病的类器官的方法,并用两种不同的方法成功地缓解了疾病症状。”
由于目前对沃尔曼病的治疗极其昂贵,这种新的研究模式有望促进发现新的和更负担得起的治疗方法。这一实验的成功也表明,其他疾病也可以用这种方法建模。
正如第一作者Takanori Takebe所解释的那样,“这种新颖和可复制的培养皿策略为精确调查患者特异性疾病机制和发现使用患病的人类肝类器官的有效治疗铺平了道路。”