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类器官中的细胞通过动态过程对力学刺激作出反应2024-01-03 09:10:23

近年来,材料科学和技术的不断进步,使得模拟体内器官结构和功能特征的肝脏类器官技术得以建立并发展,除了对传统生物因素的研究,构建具有不同机械线索的微环境来研究力学刺激对肝脏类器官生长的影响也成为研究重点。

Rizwan等设计黏弹性透明质酸水凝胶模拟肝组织的应力松弛用于原代胆管细胞的培养,发现黏弹性产生的应力松弛与Notch信号相互作用,通过增加YAP靶基因的表达诱导胆管细胞类器官生长。类器官中的细胞通过动态过程对力学刺激作出反应,并适应不断变化的条件。因此,分析细胞-ECM相互作用在肝脏类器官形成中的意义可能是探究疾病中组织紊乱和药物反应的一条新道路。
 
类器官作为体外培养的某种类型器官的微型再现,再现了人体器官和组织的部分结构,在疾病建模、药物研发和组织/器官替代治疗等方面具有重要意义。临床研究证明,患者来源的类器官通过模拟免疫、肿瘤、代谢或感染性疾病,使得研究健康和疾病状态下器官间的细胞通信和分子机械信号成为可能。近年来,采用仿生材料模拟细胞和组织生长的机械微环境已成功用于培养患者或小鼠体内分离的原代细胞,也能更好地调节肝脏类器官形成。体外主动机械刺激装置可以通过刺激响应聚合物、微流控装置和磁性材料等实现;体内可以通过置入软机器人来实现。
 
最近报道了一种微尺度动态软储层植入组织后通过改变固体应力、流体剪应力及周围组织的细胞活性从而调节生物-非生物界面的生物力学,将软机器人与多孔储层耦合增强药物在体内运输,促进其药代动力学。因此,在肝脏类器官中探索细胞微环境机械力和生化信号转导的相互作用具有重要意义,通过理解生物和非生物因素之间的相互作用,为肝脏类器官生成系统提供了一个新的视角,以期更好地指导临床治疗。
 
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.