肝脏类器官的研究进展
2021-09-02景思佳郑慧琳
中国生物医学工程学报 2021年2期
景思佳 郑慧琳 张 蕾*
1(浙江科技学院生物与化学工程学院, 杭州 310023)2(浙江省农业生物资源生化制造协同中心,杭州 310023)3(浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室,杭州 310023)
引言
肝脏负责人体中代谢物转化、蛋白质合成和异源物质解毒等重要功能的实现[1]。实质细胞和非实质细胞共同构成肝脏,其中非实质细胞包括肝星状细胞、库普弗细胞、肝窦内皮细胞和各种免疫细胞[2]。由于受到药物损伤、饮食习惯、病毒感染等多种因素的影响,容易发生脂肪肝、肝硬化、药物性肝损伤甚至导致肝癌[3-5]。但由于肝脏内部微环境复杂,具有显著的个体差异,很难建立最佳的疾病模型来探索肝脏疾病的发生、发展和治疗。针对脂肪肝、肝炎、肝纤维化、肝癌等发病机制的研究以及药物的研发,目前主要以体外二维细胞模型和体内动物模型为主。体外二维模型即肝细胞株二维培养,表达较低的肝脏特有的合成和代谢相关酶,与体内肝脏生理环境相差甚远,且细胞与细胞外基质之间缺乏或不存在相互作用,但对于维持生物功能和原位表型以及组织特异性的细胞过程中的相互作用不可或缺[6-7];体内动物模型存在试验周期长、种属差异等缺陷,对于大规模的评估和筛药过程并不适用[8],如患者来源的异种移植模型[9-10],向免疫缺陷小鼠体内移植人类肝癌组织,成瘤率低于30%,肿瘤也会随之进化,导致与人类肿瘤有较大的差异[11-14]。而通过3D类器官培养技术,构建肝脏类器官模型(见表1),可形成已分化组织的复杂空间形态,维持细胞的生理功能,在细胞构成、组织结构和特定功能等方面与人肝脏的生理病理环境更为相似。……
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