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肝病患者的福音:研究人員開發出人工肝大規模生產系統!


2018年4月12日12時 今日科學 來寶網
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科學家開發出成功的生物工程肝大規模生產系統研究人員報告建立了一個生物準確的大規模生產平台,克服了生物工程生產適用於人體治療的人體肝臟組織的主要障礙。

由辛辛那提幹細胞與生物醫學兒童中心(CuSTOM)和日本橫濱市立大學領導的研究小組於12月5日在Cell Reports上報告了他們的發現。該研究的主要研究人員是醫學博士Takanori Takebe,兩個機構的醫生/研究人員。

Takebe說,目前的研究克服了對生物工程學研究人員來說是一個長久的挑戰,這些研究人員對安全有效的人體器官進行治療。

新工藝使研究人員能夠生物工程化單個批次的高達20,000個基因匹配,三維和高功能的肝臟微芽。當合併時,該批具有足夠量的肝細胞和大小可行性,用於移植到患有肝衰竭的人或用於藥物測試。肝組織也完全由人誘導的多能幹細胞(iPSC)產生,使得該過程不含用於製備用於研究目的的細胞的動物飼養副產物 - 阻礙細胞用於治療。

Takebe解釋說:「因為我們現在可以克服這些障礙來產生高功能的三維肝芽,所以我們的生產過程非常接近符合臨床級標準。
「做到這一點的能力最終將使我們能夠幫助許多晚期肝病患者,我們希望通過克服供體肝臟短缺,挽救需要肝臟移植的兒童的生命。」

科學家們為生物工程肝臟建立了成功的大規模生產系統

研究人員強調,在最初的臨床試驗可能開始之前,需要對其過程進行持續的研究和改進。
Takebe估計,這可能會在未來的兩到五年內發生。

肝臟設計

這項工作包括一個由科學和工業合作者組成的國際團隊,主要在日本和辛辛那提。
Takebe及其同事在過去五年中發表了多項研究,為確定模擬自然人類發育所需的精確基因和分子藍圖而不斷取得進展。這使得研究人員能夠在實驗室中開發生物工程功能性的三維人類小型肝臟。

為了克服目前研究中動物產品飼養細胞的生物學挑戰,Takebe和研究小組利用他們精細調整的遺傳和分子成分配方,在定製設計的U形底部微孔細胞培養板中生成肝臟組織。這些印版使用化學技術的組合在微孔內部形成精細結構化的膜,旨在培育發育中的肝芽。

但在此之前,研究人員開始大規模生產,最初使用供體衍生的iPSCs來培養生成健康肝臟所需的三種關鍵類型的肝祖細胞。這些包括肝內胚層細胞以及內皮和間隔間充質細胞。研究數據顯示,這將產生強大的功能強大的祖細胞,放入定製設計的薄膜包被的微孔中。然後祖細胞進行高水平的分子交叉通訊以形成自組織的三維肝芽。

作者寫道,他們測試了基因編程的肝病小鼠模型中三維組織的功能。這些動物被高功能的器官從肝臟疾病中拯救出來。(sunshine2015 207525)


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