研究人员更靠近人造肝脏的一步

Prometheus，偷走了神火的神话人物，通过与岩石绑定来惩罚这种盗窃。每一天，一只老鹰扫过并在他的肝脏上喂养，然后在第二天再次生长回来。

麻省理工学院的工程师桑吉塔·巴蒂亚说，现代科学家知道这个故事有一点道理:如果肝脏的一部分被切除，它确实可以自我再生。然而，研究人员试图利用这种能力，希望生产人造肝脏组织对于移植反复脱节：成熟的肝细胞，称为肝细胞，当从体内取出时，快速失去正常功能。

“这是一个悖论，因为我们知道肝细胞能够生长，但不知为何我们不能让它们在体外生长，”巴蒂亚说，她是麻省理工学院健康科学与技术、电子工程和计算机科学的约翰和多萝西威尔逊教授，布罗德研究所(Broad Institute)高级副会员，麻省理工学院(MIT)综合科赫研究所(Koch Institute for Integrative)成员癌症研究和研究所医学工程和科学。

现在，Bhatia和他的同事们已经向这个目标迈进了一步。发表在6月2日的一篇论文中化学生物学性质他们已经确认了十几个化合物这不仅可以帮助肝细胞在实验室培养皿中生长时保持其正常功能，而且还可以繁殖产生新的组织。

这种方式增长的细胞可以帮助研究人员开发工程化组织，以治疗患有的5亿人中的许多人慢性肝病如丙型肝炎根据研究人员的说法。

该论文的第一作者是Shan Jing (Meghan)，她是哈佛-麻省理工学院的研究生健康科学和技术。巴蒂亚实验室的成员与布罗德研究所、哈佛医学院和威斯康星大学的研究人员合作。

大规模屏幕

Bhatia之前已经开发出一种方法，通过精确地将肝细胞与小鼠成纤维细胞混合，在肝细胞被移除后暂时维持其正常功能。在这项由美国国立卫生研究院和霍华德休斯医学研究所资助的研究中，研究团队调整了该系统，使肝细胞能够在实验室培养皿的小凹陷中与成纤维细胞分层生长。这使得研究人员能够对12500种不同的化学物质如何影响肝细胞的生长和功能进行大规模、快速的研究。

肝脏大约有500种功能，分为四大类:药物解毒、能量代谢、蛋白质合成和胆汁产生。与布罗德研究所(Broad Institute)托德·戈卢布(Todd Golub)合作的副研究员戴维·托马斯(David Thomas)测量了83种肝酶的表达水平，这些酶代表了一些需要维持的最繁琐的功能。

在从八个不同的组织供体筛选成千上万的肝细胞后，研究人员确定了12种化合物，帮助细胞维持这些功能，促进肝细胞分裂或两者。

两个化合物似乎工作特别是在细胞年轻的捐赠者,所以研究者包括罗伯特•施瓦茨ime博士后,和斯蒂芬·邓肯,人类和分子遗传学教授Wisconsin-also测试他们大学的肝细胞产生诱导多能干细胞(万能)。科学家以前曾试图从诱导多能干细胞中制造肝细胞，但这些细胞通常无法达到完全成熟的状态。然而，当用这两种化合物处理时，细胞成熟得更彻底。

Bhatia和她的团队想知道，这些化合物是否会启动一个通用的成熟程序，也可以影响其他类型的细胞。其他研究人员现在正在用iPSCs产生的各种细胞类型测试它们。

在未来的研究中，麻省理工学院的研究小组计划将处理过的肝细胞植入聚合物组织支架上，并将其植入小鼠体内，以测试它们是否可以用作肝组织的替代品。他们还与哈佛医学院(Harvard Medical School)的特丽斯塔·诺斯(Trista North)和沃尔夫勒姆·高斯林(Wolfram Goessling)合作，寻求开发这种化合物作为药物，帮助患者自身肝脏组织再生的可能性。

建立联系

Bhatia和同事们最近也在解决肝脏组织工程的另一项挑战上取得了进展，即让受者的身体生长血管，为新组织提供氧气和营养物质。在一篇发表在国家科学院的诉讼程序宾夕法尼亚州大学教授的Bhatia和Christopher Chen，表明，如果内皮细胞的预成型线嵌入组织中，则在植入组织后，它们将迅速生长成血管阵列。

为实现这一目标，Bhatia实验室的Kelly Stevens在多伦多大学的彼得Zandstra工作，设计了一种新系统，允许他们创建3-D工程组织，并精确地控制组织内不同细胞类型的放置。这种方法，在期刊中描述自然通讯在5月，允许工程化组织使用宿主组织能够更好地起作用。

这些论文一起为解决长期存在的两项挑战提供了一条前进的道路肝组织工程——大量供应肝细胞然后把组织移植到移植接受者身上。”巴蒂亚说。

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