22
2022-09
引文
一
肝組織3D培養(yǎng)
1
肝類器官、球狀體、肝芽
常見(jiàn)的肝組織3D培養(yǎng)包括肝細(xì)胞球狀體、肝類器官和肝芽。
2
肝類器官細(xì)胞來(lái)源
用于疾病建模的肝類器官細(xì)胞來(lái)源主要有干細(xì)胞、細(xì)胞系和原代細(xì)胞。
① 干細(xì)胞衍生的類器官
最新的干細(xì)胞衍生的肝類器官來(lái)源于四種類型的干細(xì)胞：肝祖細(xì)胞、人類胚胎干細(xì)胞（ESC）、LGR5+成體干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）。其中iPSC細(xì)胞衍生的肝類器官由于可以很容易地為患者特定疾病進(jìn)行建模而被更加廣泛地開發(fā)。
② 肝癌細(xì)胞系衍生類器官
腫瘤細(xì)胞系衍生的類器官具有顯著的成本效益，易于培養(yǎng)。肝癌細(xì)胞系衍生的類器官已被應(yīng)用與模擬原發(fā)性肝癌和結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移。人肝細(xì)胞癌細(xì)胞系Huh7已被用于生成肝癌類器官，用以模擬原發(fā)性肝癌。另一種人肝細(xì)胞癌細(xì)胞系HepG2衍生類器官與人結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT116共培養(yǎng)，已被用于模擬結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移。此外HepaRG細(xì)胞與肝星狀細(xì)胞（HSC）共同培養(yǎng)，以開發(fā)體外肝纖維化模型的類器官。但是肝癌細(xì)胞系衍生的類器官由于其攜帶一定的基因突變等原因與原始肝細(xì)胞存在表型不同，它們可能缺乏肝臟生理學(xué)和病理學(xué)所必需的特定蛋白質(zhì)或受體的表達(dá)。
③ 原代細(xì)胞衍生類器官
在疾病建模和藥物篩選中，體外培養(yǎng)的原代肝細(xì)胞類器官和體內(nèi)肝臟最為相似。由于不需要廣泛的重編程和分化，因此它們對(duì)于快速和高通量的藥理學(xué)研究更為方便和經(jīng)濟(jì)，與iPSC細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞系衍生的類器官相比，原代細(xì)胞衍生的類器官基因中的堿基置換比iPSC少10倍，他們保留了患者特異性疾病模式（如組織學(xué)中的假腺體）和腫瘤標(biāo)志物（如甲胎蛋白）的表達(dá)譜，能夠更好的代表供體組織，成為患者特異性和疾病特異性研究的理想選擇。目前已被應(yīng)用于體外研究代謝紊亂，如：模擬高血糖對(duì)肝臟的影響。
二
肝類器官的應(yīng)用
1
疾病機(jī)制研究
如上文介紹，利用干細(xì)胞、細(xì)胞系和原代細(xì)胞，研究者們已經(jīng)成功構(gòu)建了多種肝臟疾病模型。肝類器官作為優(yōu)秀的體外3D培養(yǎng)模型現(xiàn)已廣泛被應(yīng)用于疾病機(jī)制研究，如：免疫療法新靶點(diǎn)開發(fā)，癌癥機(jī)制研究等。
不同細(xì)胞來(lái)源肝類器官用于開發(fā)疾病建模
2
肝類器官、球狀體、肝芽
肝類器官已用于良性和惡性肝病的藥物開發(fā)中，并在開發(fā)藥物的體外驗(yàn)證和測(cè)試中顯示出了高效性和準(zhǔn)確性。為觀察降血糖藥物療效，有研究者利用原代人干細(xì)胞衍生的類器官模擬高血糖對(duì)肝臟的影響，并成功在類器官中觀察到線粒體膜電位改變和功能障礙、脂質(zhì)累積、活性氧種類增加和其他高血糖誘導(dǎo)的致病反應(yīng)。雖然2D細(xì)胞培養(yǎng)也可以用于藥物篩選，但由于糖異生作用受損，會(huì)在測(cè)量細(xì)胞內(nèi)糖原和葡萄糖含量時(shí)存在困難。而3D培養(yǎng)類器官則可以克服這些困難，從而助力篩選降血糖藥物。
使用肝類器官進(jìn)行藥物驗(yàn)證和試驗(yàn)
3
藥物肝毒性預(yù)測(cè)
DILI（藥物性肝病）是臨床常見(jiàn)的肝臟疾病之一，簡(jiǎn)稱藥肝。藥物性肝損傷可以分為可預(yù)測(cè)性和不可預(yù)測(cè)性，而大多數(shù)藥物性肝損傷都屬于不可預(yù)測(cè)性。這類藥物肝損傷與劑量無(wú)關(guān)，不可預(yù)測(cè)且具有潛伏期，診斷較為困難。而類器官因?yàn)槠渑c親代組織高度的一致性，可以較好地對(duì)藥物毒性反映出來(lái)，已被證實(shí)是較有潛力的藥物肝毒性研究模型。
使用肝類器官評(píng)估肝毒性
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