22
2022-09
引文
一
肝組織3D培養
1
肝類(lèi)器官、球狀體、肝芽
常見(jiàn)的肝組織3D培養包括肝細胞球狀體、肝類(lèi)器官和肝芽。
2
肝類(lèi)器官細胞來(lái)源
用于疾病建模的肝類(lèi)器官細胞來(lái)源主要有干細胞、細胞系和原代細胞。
① 干細胞衍生的類(lèi)器官
最新的干細胞衍生的肝類(lèi)器官來(lái)源于四種類(lèi)型的干細胞：肝祖細胞、人類(lèi)胚胎干細胞（ESC）、LGR5+成體干細胞、誘導多能干細胞（iPSC）。其中iPSC細胞衍生的肝類(lèi)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(kāi)發(fā)。
② 肝癌細胞系衍生類(lèi)器官
腫瘤細胞系衍生的類(lèi)器官具有顯著(zhù)的成本效益，易于培養。肝癌細胞系衍生的類(lèi)器官已被應用與模擬原發(fā)性肝癌和結腸癌肝轉移。人肝細胞癌細胞系Huh7已被用于生成肝癌類(lèi)器官，用以模擬原發(fā)性肝癌。另一種人肝細胞癌細胞系HepG2衍生類(lèi)器官與人結腸癌細胞系HCT116共培養，已被用于模擬結腸癌肝轉移。此外HepaRG細胞與肝星狀細胞（HSC）共同培養，以開(kāi)發(fā)體外肝纖維化模型的類(lèi)器官。但是肝癌細胞系衍生的類(lèi)器官由于其攜帶一定的基因突變等原因與原始肝細胞存在表型不同，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。
③ 原代細胞衍生類(lèi)器官
在疾病建模和藥物篩選中，體外培養的原代肝細胞類(lèi)器官和體內肝臟最為相似。由于不需要廣泛的重編程和分化，因此它們對于快速和高通量的藥理學(xué)研究更為方便和經(jīng)濟，與iPSC細胞和腫瘤細胞系衍生的類(lèi)器官相比，原代細胞衍生的類(lèi)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）和腫瘤標志物（如甲胎蛋白）的表達譜，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。目前已被應用于體外研究代謝紊亂，如：模擬高血糖對肝臟的影響。
二
肝類(lèi)器官的應用
1
疾病機制研究
如上文介紹，利用干細胞、細胞系和原代細胞，研究者們已經(jīng)成功構建了多種肝臟疾病模型。肝類(lèi)器官作為優(yōu)秀的體外3D培養模型現已廣泛被應用于疾病機制研究，如：免疫療法新靶點(diǎn)開(kāi)發(fā)，癌癥機制研究等。
不同細胞來(lái)源肝類(lèi)器官用于開(kāi)發(fā)疾病建模
2
肝類(lèi)器官、球狀體、肝芽
肝類(lèi)器官已用于良性和惡性肝病的藥物開(kāi)發(fā)中，并在開(kāi)發(fā)藥物的體外驗證和測試中顯示出了高效性和準確性。為觀(guān)察降血糖藥物療效，有研究者利用原代人干細胞衍生的類(lèi)器官模擬高血糖對肝臟的影響，并成功在類(lèi)器官中觀(guān)察到線(xiàn)粒體膜電位改變和功能障礙、脂質(zhì)累積、活性氧種類(lèi)增加和其他高血糖誘導的致病反應。雖然2D細胞培養也可以用于藥物篩選，但由于糖異生作用受損，會(huì )在測量細胞內糖原和葡萄糖含量時(shí)存在困難。而3D培養類(lèi)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(lèi)器官進(jìn)行藥物驗證和試驗
3
藥物肝毒性預測
DILI（藥物性肝?。┦桥R床常見(jiàn)的肝臟疾病之一，簡(jiǎn)稱(chēng)藥肝。藥物性肝損傷可以分為可預測性和不可預測性，而大多數藥物性肝損傷都屬于不可預測性。這類(lèi)藥物肝損傷與劑量無(wú)關(guān)，不可預測且具有潛伏期，診斷較為困難。而類(lèi)器官因為其與親代組織高度的一致性，可以較好地對藥物毒性反映出來(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(lèi)器官評估肝毒性
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