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新模型助科學家“窺視”肝臟再生全過程
時間:2022-07-28 09:37:16  作者:lfy  來源:生物谷
再生醫學網獲悉,近日,來自哈佛-麻省理工健康科學與技術學院的研究團隊開發了一個新模型用來模擬人類肝臟再生的多個方面,并確定了一些發揮關鍵作用的分子。
  肝臟是人體重要器官之一,而且與其他器官相比,肝臟顯得有些“另類”,其“另類”之處就在于肝臟具有十分強大的自我再生修復能力。但對于肝臟的這種“神奇能力”,科學家們卻知之甚少,尤其是對肝臟再生過程的了解,更是少之又少。

  再生醫學網獲悉,近日,來自哈佛-麻省理工健康科學與技術學院的研究團隊開發了一個新模型用來模擬人類肝臟再生的多個方面,并確定了一些發揮關鍵作用的分子。相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》上。
  在這項新研究中,通過回顧此前已發表的小鼠相關研究,研究人員對肝損傷或疾病后激活的一些再生途徑有了充分了解。其中一個關鍵因素是肝細胞和血管內皮細胞之間的相互作用:肝細胞產生有助于血管發育的因子,而內皮細胞產生有助于肝細胞增殖的生長因子。此外,還有另一個重要因素是血管中的流體流動。在小鼠中,血流量的增加可以刺激內皮細胞產生促進再生的信號。
  為了建立所有這些相互作用的模型,該團隊開發了一個稱為結構血管化肝臟集合的微流控芯片平臺(SHEAR),以模擬人類肝臟再生的多個方面。SHEAR能夠控制血流動力學變化以模擬肝損傷和再生過程中發生的變化,并支持生物化學輸入的管理,例如細胞因子和與內皮細胞的旁分泌相互作用。
  SHEAR的設計使生長因子等分子可以在血管和肝細胞之間流動,還允許研究人員輕松敲除特定細胞中的相關基因,以觀察敲除后對整個系統的影響。
  他們通過SHEAR分析發現,增加的液體流量本身并不會刺激肝細胞進入細胞分裂周期。然而,如果它們還傳遞炎癥信號,如白細胞介素1β(IL1β),肝細胞就會開始進入細胞分裂周期。隨后,研究人員測量在這一過程發揮作用的一系列因子。
  根據早期的小鼠研究,一些因子是已知的,但還有一些是以前在人類細胞中從未見過的,其中包括一種名為前列腺素E2(PGE2)的分子。
  研究人員在SHEAR中發現了高水平的PGE2分子。此前有研究表明,該分子也參與斑馬魚的再生。通過敲除內皮細胞中負責PGE2生物合成的基因,研究人員證實這些細胞是PGE2的來源,PGE2誘導人原代肝細胞進入細胞周期。
  總的來說,這項研究提供的數據強調了多細胞模型的重要性,該模型再現了高水平的組織功能,并表明SHEAR平臺可以用于發現和驗證促進人類肝臟再生的條件。
  肝臟類疾病是臨床醫學最常見的疾病種類,據不完全統計,全球肝病患者已超過7億。目前,臨床醫學對于嚴重肝病的治療主要以器官移植為主。對此,再生醫學網表示,隨著該項研究成果的問世,讓科學家們對肝臟的自我再生過程有了全新認知,或將有助于肝臟器官移植的成熟發展。
關鍵字:肝臟,肝臟再生,肝損傷
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