微流控装置促进胚胎和肠道类器官生成2024-01-03 09:03:36
肝脏内门静脉和肝动脉的双重供血使其具有复杂的循环系统，特有的流体力学微环境在类器官形成中促进细胞表型方面发挥着重要作用。早期研究发现，肝脏类器官系统虽能诱导细胞大量增殖和分化，但分化并不会导致肝细胞完全成熟，只有不到1％双核细胞，且肝细胞仍不能完全释放白蛋白，为此，Dash 等将大鼠肝细胞在胶原凝胶上培养48h后，采用灌注Transwell装置模拟肝窦内血流，恢复体内正常的血流动力学，结果显示应用流体动力学模拟体内机械微环境可以维持体内样肝细胞的表型和代谢功能；Wang等在3D灌注芯片系统中培养人诱导多能干细胞获得肝脏类器官，并显示出更好的细胞活力和成熟肝脏基因的表达，肝脏特异性功能（白蛋白和尿素的产生及代谢）增强，表明流体流动产生的剪切力在促进肝脏类器官形成中的作用。除此之外，新型的微流控芯片通过定义局部流体剪应力改进对类器官形成的调控。据报道，微流控装置促进胚胎和肠道类器官生成；Homan等在微流控芯片下培养肾脏类器官时发现，流体剪切力下的肾脏类器官具有更成熟的足细胞和管状隔室，且细胞极性和成体基因表达增强。相似的，Kang等采用微流控平台对原代肝细胞和LSEC共培养，连续灌注后发现原代大鼠肝细胞能维持多边形形态且功能保持时间更长，提示三维灌注培养系统对肝脏结构和持续肝功能的支持作用，但这些系统存在一些缺点，它们依赖于原代肝细胞，且需要导管来同时操作多个设备，使得操作难度增加。
肝祖细胞衍生的肝脏类器官可在体外分化为肝细胞，但静态培养时LPC体外成熟能力有限，于是Jung等将LPC接种在培养基持续流动的微生理系统中，以恒定的流动速率向细胞输送足够的氧气和营养物质，LPC得以快速生长并缩回成多边形，白蛋白表达增加，生长为成熟肝细胞。
出自《机械力在肝脏类器官形成中的调控作用》作者王宁，吕文良.
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