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近期，研究人員提供了一種新型的三維壓印細胞片組裝策略，用于同步構建仿生肝小葉, 在細胞類型、密度和分布方面具有較高的準確性。
三維壓印細胞片組裝的策略方案
研究背景
生物工程肝臟組織在肝病治療中具有一定前景。一般來說，人的肝臟是由微小的徑向形態(tài)的肝小葉結合血管和膽道網(wǎng)組成的。為了模擬肝臟結構，許多策略被開發(fā)來制造三維仿生肝臟模型。根據(jù)目前已有的報道而言，研究者們通過應用材料線索的幾何圖形化，可以將人的實質(zhì)細胞、基質(zhì)細胞甚至血管細胞排列成特定的網(wǎng)格結構，模擬間質(zhì)微結構，實現(xiàn)細胞分布和一些肝臟功能。
隨著近年來微納米技術的發(fā)展，生物打印和其他組織工程技術可以構建具有三維結構的生物組織，進一步實現(xiàn)血管網(wǎng)絡和微循環(huán)系統(tǒng)的仿生和構建。盡管目前的技術在肝臟仿生構建上取得了許多成功，目前的研究大多只實現(xiàn)了肝臟幾何結構的簡單模仿，而難以構建出細胞堆積和多細胞結構相互作用的高密度組合物，導致肝臟組織工程化的效果不理想。因此，實現(xiàn)細胞類型、密度和分布的同步構建仍是仿生肝臟生物組織工程研究的重要方向。
研究亮點
為了建立高精度的肝小葉，研究者利用空間蛋白質(zhì)基因組學數(shù)據(jù)集鑒定了正常人肝臟中的多細胞特定組成?；谶@些數(shù)據(jù)和細胞膜片技術，研究者隨后使用了一種新開發(fā)的三維壓印策略，從肝細胞片層中壓印雕刻出具有六邊形中空橫截面結構的肝細胞片。
通過不同的自組裝方法，研究者實現(xiàn)了多層小葉疊加，多個小葉結構整合，模擬肝臟的微觀單位。進一步地，研究者通過將血管內(nèi)皮細胞浸潤到組裝好的小葉結構的中空截面中，獲得具有血管化通道的仿生肝小葉，用于營養(yǎng)物質(zhì)擴散和藥物灌注。
通過將這些血管化仿生肝小葉與微流控集成，研究者構建了肝臟芯片，并驗證了其在藥物篩選中的應用。最后，研究者將血管化的仿生肝小葉進一步組裝并形成更大的生理結構，通過原位移植到肝衰大鼠體內(nèi)證明了其促進肝再生的能力。
綜上，這種新型的仿生肝小葉為肝臟組織工程提供了一種具有巨大潛力的構筑方法。相關研究文章近期發(fā)表于Science Bulletin。
了解詳情，請閱讀原文
Jinglin Wang, Danqing Huang, Hanxu Chen, Yuanjin Zhao. Biomimetic hepatic lobules from three-dimensional imprinted cell sheets. Science Bulletin 2024; doi: 10.1016/j.scib.2024.02.030
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