建立3d人造器官组织的工作正在进行中

生物工程师正在设计一种热门的新技术，以远程控制细胞功能的定位和定时，以构建三维的人造活组织。

位于西雅图的华盛顿大学医学研究所干细胞和再生医学>的凯利·史蒂文实验室和休斯顿莱斯大学的乔丹·米勒实验室正在合作开发生物打印、器官样组织，例如肝和肺结构。

史蒂文的实验室有一个长期的愿景，即构建肝脏组织，模拟肝脏众多复杂的功能。这些人造组织可以用来研究药物或毒素如何作用于肝脏。

这个重要的器官容易受到感染、药物、毒药和常见的中毒物质(如酒精)的损害。全世界有5亿多人患有肝病，每年有200多万人死于肝病。

最终，研究人员希望能够在手术上植入的工程师人工组织接管患病肝脏的失去功能。

Stevens是生物工程系的助理教授，该系由华盛顿大学工程学院和华盛顿大学医学院共同管理。她还在医学院的检验医学和病理学部门任职。

她解释说，肝脏的复杂性困扰着人造器官生物工程。当器官呈现时，如何提示单元格以呈现其不同的功能角色和空间位置？

就像工厂里的员工有不同的职责和工作地点一样，肝脏里的细胞群也是如此。肝细胞从关键基因中获得工作分配，这些基因通过它们的蛋白质表达谱，引导它们到指定的位置执行任务。

基因是如何对决定细胞命运的线索做出反应的，以及这种信息传递是如何发生的，这些问题正在得到更好的理解。然而，让细胞按需执行这种信息传递一直是难以捉摸的。对于组织复杂的系统来说尤其如此。

“肝脏表现了数百个关键职能，”研究人员在他们的项目摘要中指出。为此，有一个分工肝细胞。

“重建肝脏仍然是一个巨大的挑战，”科学家们说。该领域还不能创造小的特征，如在天然肝脏中发现的独特的代谢区。研究人员还指出，要构建肝脏，他们的领域必须更好地了解器官是如何组装的，以及细胞中的基因表达如何调节其生理机能。

在9月30日科学的进步，Stevens和UW生物工程研究生Daniel Corbett以及他们在赖斯大学的合作者报告了他们最新的生物印刷创作。它是一种热流体技术，产生模拟人类肝脏遗传谱的模式。

它们设计了3-D印刷的流体系统，以供应穿透热量。来自旧公寓的蒸汽散热器的这些系统的微型版的能量 - 允许研究人员操纵内部细胞的遗传布线人工组织。

该技术利用热模式来触发基因表达。来自组织内打印网络的热量传递激活了嵌入细胞的热诱导基因。

这些操纵可以揭示不同细胞内的遗传图案如何驱动组织和各种肝功能的偏析。将来，这知识不仅可以提出雕刻新的，工作器官来自干细胞的想法，而且还用于远程管理植入器官组织以实现所需的治疗反应。

研究人员称他们的技术为转录驱动热交换器(Heat)。在他们最新的项目中，他们激活的通路是某些所谓的Wnt信号网络，这对整个动物王国中调节身体组织的发展、维护和再生非常重要。

研究人员说，虽然他们报道的发现显示了热量的潜力，但它们遇到了充分控制其第一代系统在空间和时间的传热中的限制。

他们认为设计修改可能会克服一些目前的限制。这种方法也可以与其他进展相结合组织工程。

他们希望进一步的研究能解开刺激基因回路的谜团细胞他们写道，在3d组织内部，“将加速人工肝组织模型的开发，这将广泛影响基础和转化的人类生物医学。”他们认为，这些进展将为3d组织和器官的生物制造创造新的途径。

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