心脏和肝类器官的血管化研究2023-03-15 08:59:06
心脏类器官的研究进展缓慢，也与其结构的复杂性相关。（1）Filippo等首次采用三培养的方案，即将不同来源的心肌细胞、人心脏微血管内皮细胞和人心脏成纤维细胞在单细胞悬浮液中按照3：5：2的生理细胞比例构建心脏类器官，在培养的第21天观察到有紧凑且轮廓分明的球形结构形成，呈现出较为明显的收缩活性，并且可根据人类心脏的不同发育阶段对具体的培养方案进行调整。该方案操作简便，构建的心脏类器官具有高收缩性，但就结构而言，与体内的心脏仍有较大的差异。（2）鉴于成纤维细胞生长因子4和包含层粘连蛋白的细胞外基质在器官发生和心脏发育中的重要作用，Lee等将来自小鼠ESCs的拟胚体培养在含有Fgf4培养基的凝胶化层粘连蛋白—内膜素复合物包被的室载玻片上，培养10d后可观察到具有多个腔室结构的心脏类器官形成，伴有明显的收缩行为，并表达胚胎心脏的相关基因和结构。（3）Han等将不同密度的心脏干细胞播种在超低附着多孔板中，培养3d后，与CSCs相比，形成的CSCs球体具备更强的分泌功能和心肌细胞分化能力、以及更高的心肌细胞相关标志物的表达，将3D球体注射到大鼠的缺血心肌中，发现缺血的心肌中有明显的新生血管生成，可促进心肌修复。肝是人体最大的实质性脏器，由几种不同胚胎起源的细胞类型组成，包括肝细胞、胆道上皮细胞（胆管细胞）、星状细胞、Kupffer 细胞和肝窦内皮细胞，共同执行营养素和药物代谢、循环血量和免疫系统调控、生长信号通路的内分泌控制、脂质和胆固醇稳态等多重功能来维持机体稳态。肝类器官的血管化研究大部分是与不同的内皮细胞共培养：2013年，Takebe等在体外将hiPSCs诱导形成的肝内胚层细胞与HUVECs、人骨髓来源的间充质干细胞共培养以自组织形成具有三维球状结构的肝芽，移植到小鼠体内48h后观察到移植的肝芽血管与宿主的血管相互连接，形成的功能性血管网络促进了肝芽的成熟，能够执行分泌蛋白质、储存糖原、药物代谢等肝特异性功能，这也是第一个从多能干细胞中产生功能性人体器官的研究。
出自《血管化类器官的构建思路与技术挑战》作者孙珂，王婷，李静颐。
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