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Arch Toxicol:干细胞+3D打印,可用于肝脏移植

来源:本站原创 2018-08-29 15:43

2018年8月29日 讯 /生物谷BIOON/ --来自爱丁堡大学医学研究委员会(MRC)再生医学中心的科学家结合干细胞技术与3D打印技术,成功培育出了人源3D肝脏组织,并且在小鼠水平显示出治疗的潜力。

科学家表示,除了为开发人体肝脏组织植入物方面进行早期的探索,这一研究还可以通过搭建平台来研究人类肝脏疾病以及实验室中的测试药物的药效,从而减少对动物研究的需求。

在这项发表在《Archives of Toxicology》杂志上的研究中,科学家们采集了人类胚胎干细胞并诱导形成多能干细胞(已被诱导转变为干细胞的成体细胞),通过定向诱导形成为肝细胞。


(图片来源:www.pixabay.com)

负责这项研究的爱丁堡大学MRC再生医学中心的David Hay教授说:“这是有史以来第一次有人在实验室中将干细胞来源的肝组织体外培育一年多的时间。细胞长时间存活和稳定是非常困难的,但对于在人体中使用则至关重要。“

然后,科学家们与材料化学家和工程师合作,确定了已经批准用于人体的合适聚合物,以便将它们发展成3-D支架。最好的材料是可生物降解的聚酯聚己内酯,它被制作成微观纤维,纤维网形成一厘米见方,毫米厚的支架。之后,将源自胚胎干细胞的肝细胞(其已在培养物中生长20天)加载到支架上并植入小鼠皮下。

研究结果显示,血管能够在支架上成功生长。此外,作者并且发现小鼠的血液中含有人肝蛋白,表明组织已成功地与循环系统整合,支架未被动物的免疫系统拒绝。

进一步,作者在在患有酪氨酸血症的小鼠中测试肝组织支架的效果。酪氨酸血症是一种潜在致命的遗传疾病,其中肝脏中分解氨基酸酪氨酸的酶是有缺陷的,导致有毒代谢产物的积累。

研究结果表明,植入的肝组织能够帮助酪氨酸血症的小鼠分解酪氨酸。与接受空支架的对照组中的小鼠相比,移植有3D打印肝脏组织的小鼠体重减轻,血液中毒素积累较少,并且肝损伤迹象较少。

Hay教授说:“希望有朝一日这样的植入物可能有一天能够帮助肝脏衰竭的人。将支架置于皮肤下具有比将组织移植物插入腹部更具侵入性和潜在安全性的巨大优势”。(生物谷Bioon.com)

资讯出处:3-D liver tissue implants made from human stem cells support liver function in mice

原始出处:Hassan Rashidi et al, 3D human liver tissue from pluripotent stem cells displays stable phenotype in vitro and supports compromised liver function in vivo, Archives of Toxicology (2018). DOI: 10.1007/s00204-018-2280-2 

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