人工肝的誕生將解決肝病患者的重大難題！

生物工程人類肝臟組織的國際研究小組發現了以前未知的遺傳 - 分子串擾網路，其控制器官的發育過程 - 大大推進了從人類多能幹細胞產生健康和可用的人肝組織的努力。

科學家在6月14日在線自然界報道說，他們的生物工程化人體肝組織仍然需要額外的分子微調，才能在臨床試驗中進行測試。

研究由位於美國辛辛那提兒童醫院醫學中心（美國胃腸病學與營養學系）的醫師/研究員Takanori Takebe以及德國萊比錫馬普朗克進化人類學研究所Barbara Treutlein博士領導。

目前治療晚期肝病的唯一方法是肝移植，死亡供體可獲得的肝臟數量有限。因此，再生醫學的一個主要目標是實現自我組織的人體培養，其中細胞經歷一系列精確定時和間隔的協調分子事件，形成功能性的三維肝芽組織。

了解肝臟形成的胚胎內胚層發育分子 - 細胞串擾的準確細節和背景對於該技術的治療潛力至關重要。

Takeinc在辛辛那提兒童學院說：「生物工程可移植肝臟和肝臟組織的能力對於需要創新治療以挽救生命的肝臟疾病患者來說將有很大的好處。 「我們的數據使我們對發展中的肝細胞之間的細胞間通訊有一個新的詳細的了解，並且表明我們可以產生出與自然人類發育中重現的胎兒細胞非常接近的人類肝芽。

遺傳藍圖

在當前的研究中，作者使用單細胞RNA測序（RNA-Seq）來監測單個細胞在三維（3D）微環境中組合時如何變化。這是血管細胞，結締組織細胞和肝細胞參與的複雜的過程。

使用單細胞RNA-Seq技術的主要優點是提供每種細胞類型的基因活性藍圖。研究人員歸結於開發一個完整的活性轉錄因子以及每個不同細胞中的信號分子和受體在它們組合在一起形成肝組織之前和之後的藍圖。

作者報告，他們觀察到遺傳 - 分子對話的巨大變化以及當它們在3D微環境中共同發展時細胞的行為。

單細胞RNA-Seq分析還幫助研究人員將幹細胞產生的工程化3D肝組織與天然存在的人類胎兒和成年肝細胞進行比較。研究人員觀察到，實驗室生長的肝芽具有非常接近於在自然發展的人類肝細胞中發現的分子和遺傳特徵譜。

特別地，它們突出了細胞產生以刺激血管形成的信號蛋白（VEGF）和與VEGF相通的蛋白質和受體之間的分子串擾，以幫助觸發向發育中的肝臟（KDR）的供血。目前的研究表明，VEGF和KDR之間的溝通對於指導肝組織的發育和成熟至關重要。

研究人員表示，他們在小鼠肝細胞，天然人肝細胞和其生物工程化肝臟的發育過程中觀察到這種串擾。

馬克斯·普朗克的馬特·普倫特（Treutlein）說：「我們的數據表明，在精巧的解決方案中，不同類型的細胞之間的對話會以可能模仿人類發展過程中的細胞的方式改變細胞。 「對於如何最好地在培養皿中產生功能良好的人體肝組織還有很多東西可以學習，但這是朝這個方向邁出的重要一步。」

自然與生物工程

作者注意到所產生的肝芽中的基因表達景觀 - 如基因表達的精確位置， 不完全匹配天然人肝細胞。天然和生物工程組織之間的剩餘差距可能來自由培養皿中發育的細胞與人或動物中發育的細胞的獨特微環境引起的不同發育情況。

作者寫道，目前研究中揭示的新細胞和分子數據將「在未來被利用以進一步改善肝芽組織」，並且在胎兒人類發育中「精確地概括所有細胞類型的分化」。（ 楓丹白露 205707）

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