黄鹏羽团队研发了一种新型人工肝脏。它可以保护90%的手术小鼠免受肝衰竭。

2024-03-20 生活常识 关注公众号
根据报道,肝脏在执行基本生理功能方面发挥着至关重要的作用,但在患者出现严重肝功能衰竭的情况下,再生能力会大大减弱,可能导致患者无法恢复肝功能,最终导致死亡。生化人工肝支持设备的进展,如生物反应器和可移植的生物人工肝组织,已在恢复肝功能衰竭患者中显示出显著的临床效益。目前,尚面临的问题是可移植的生物人工肝组织的构建过程复杂、安全性差、功能有限、容易产生坏死核心等。最近的一项研究发表在《Advanced Science》杂志上,研究人员成功开发了一种能在12小时内创建快速自组装迷你肝脏的方法。这种小型肝脏具有较小的体积、较高的细胞活性和增强的功能,可以帮助预防或减少肝脏衰竭的发生。

撰文丨王聪

丨王多鱼

排版丨水成文

肝脏在执行基本生理功能方面发挥着至关重要的作用,包括血清蛋白质的合成、解毒、代谢和排泄。值得注意的是,肝脏具有强大的再生能力,即使在手术切除高达2/3的肝脏的情况下,也能在两周内迅速恢复其原始大小和功能。然而,在患者出现严重肝功能衰竭的情况下,这种再生能力会大大减弱,导致患者无法恢复肝功能,最终导致死亡。

生物人工肝支持设备的进展,包括容纳肝细胞的生物反应器,已经在恢复肝功能衰竭患者中显示出显著的临床效益。然而,这种治疗通常需要住院治疗,并且患者对血液净化的耐受性往往有限。因此,人们越来越关注可移植的生物人工肝组织的发展,作为一种更有前途的替代方案来解决这些挑战,为弥补肝损伤导致的肝功能受损提供了潜力。

构建生物人工肝(例如肝脏类器官),为疾病建模、药物开发和再生医学提供了重要前景。然而,现有的构建肝脏类器官的方法存在局限性,包括冗长复杂的过程(需要6-8周甚至更长时间)、的安全问题、多能干细胞来源的肝细胞功能有限,以及小而高度可变的尺寸(通常直径约为50-500微米)。此外,长时间培养还会导致坏死核心的形成,这进一步限制了类器官的大小和功能。

2024年3月17日,中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所黄鹏羽研究员、张明明副研究员等在 Advanced Science 期刊发表了题为:Rapid Self-Assembly Mini-Livers Protect Mice Against Severe Hepatectomy-Induced Liver Failure 的研究论文

该研究开发了一种简单且省时的方法,可在12小时内创建快速自组装迷你肝脏(RSAL)。RSAL表现出一致的较大尺寸(直径5.5毫米)、更好的细胞活力(99%)和增强的肝脏功能。RSAL还有效保护了小鼠免受90%肝脏切除引起的肝衰竭,证明了基于生物人工肝的治疗潜力。

近年来,肝脏类器官领域取得了许多显著进展,但在大规模制造生物人工肝组织时,仍然面临着许多重大挑战。其中一个主要的挑战是获取足够数量的安全、可靠和功能性的肝细胞作为种子细胞。虽然已经进行了大量的研究工作,致力于诱导多能干细胞(iPSC)、胚胎干细胞(ESC)和转分化细胞,但与畸胎瘤形成、基因组不稳定性、高成本、耗时和复杂的过程以及功能有限等问题相关的持续担忧继续阻碍着该领域进展。而最近在原代肝细胞的体外扩增方面取得了实质性进展,提供了一种更具成本效益和更安全的肝细胞来源。

当前技术在生产更大的肝组织时存在着明显限制,当类器官的大小增加时,由于有毒代谢废物的积累和局部氧气和营养物质的耗竭,会出现坏死等问题。肝脏类器官的生长速度缓慢进一步加剧了这些问题。因此,迫切需要探索快速组装高密度肝细胞的策略,以最小化坏死核心并增加生物人工肝的大小。

在应对上述挑战时,研究团队将注意力集中在纤维蛋白上,这是一种天然产生的聚合物,在凝血的最后阶段至关重要。在这个复杂的生理过程中,伤口暴露于空气会引发一系列反应,包括血管收缩和血小板聚集。这个序列中的关键步骤是凝血酶的激活,它将血管中的可溶性纤维蛋白原转化为不溶性纤维蛋白链。这些纤维蛋白链形成一个网状或支架,捕获血细胞,特别是红细胞和血小板,形成一个稳定的血凝块,阻止进一步的失血并促进伤口愈合。

这种体内凝血过程可以在体外有效地模拟,其中凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白。纤维蛋白基质中存在Arg-Gly-Asp (RGD) 基序,通过与细胞整合素受体的相互作用促进细胞粘附,使纤维蛋白成为增强各种细胞活动的理想支架,包括粘附、增殖和分化。由于其易于制备、可调节性、细胞支持、生物相容性和固有的生物安全性,纤维蛋白在再生医学领域得到了广泛应用。此外,琼脂糖通常用于球状体生成,因为它具有提供非粘附凹面的特性,可以防止细胞附着在培养皿底部。

在这项研究中,研究团队利用纤维蛋白原和凝血酶的自然生理凝血过程,设计了一种快速自组装迷你肝脏(RSAL)。添加到细胞-纤维蛋白原溶液中的凝血酶启动了纤维蛋白原的裂解,形成肝细胞聚集的支架。因此,一个微型肝脏球状体在琼脂糖的凹底支撑下形成。

该研究开发了一种简单而高效的方法,可以在12小时内快速自组装迷你肝脏(RSAL),此外,原代肝细胞在体外被显著扩增,可作为种子细胞使用。RSAL表现出一致的大尺寸(直径达5.5毫米)、更高的细胞存活率(99%)和增强的肝脏功能。

值得注意的是,在移植到小鼠肠系膜后2周内,RSAL产生了功能性血管化。这些基于真实肝细胞的RSAL有效地保护小鼠免受90%肝脏切除诱发的肝衰竭,展示了基于生物人工肝的治疗潜力。

论文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202309166

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中国菜价遭逆袭:部分蔬菜价格远低于纸袋包装物

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今年菜价大幅度下跌,尤其是西红柿、黄瓜等高价菜,冬笋、大白菜等低价菜价格也出现波动,这主要原因是供应量的增加和消费者对价格的接受程度降低。专家认为,这一波菜价回调是正常的,有助于市场回归合理价格水平。

生活常识 11.22
女子携亲子证离家,法院判母女关系紧张,子女入学受阻

女子携亲子证离家,法院判母女关系紧张,子女入学受阻

伟伟父亲通过法律途径寻求帮助解决孩子户籍登记问题,因《出生医学证明》引发的案件,重庆市江津区人民法院审理后判决结果是:伟伟父亲需返还《出生医学证明》原件,否则将由杨某协助伟伟申请户籍登记。此案例说明,为确保未成年人合法权益,应在出生医学证明丢失或损坏时及时给予相关处理,避免类似问题的发生。

生活常识 11.22
育儿嫂首日就喂安眠药,疑遭家长质疑:警方已通报疑似‘惯犯’行为

育儿嫂首日就喂安眠药,疑遭家长质疑:警方已通报疑似‘惯犯’行为

业者起到应有的约束作用。根据您的描述,刘先生怀疑该育儿嫂可能是"惯犯"。他希望通过转发视频寻求更多人的关注,并要求严惩凶手。同时,他也希望其他受害家庭能尽快报警并接受检查。最终,警方将对该行为立案调查。

生活常识 11.22
医院中最贫穷的科室排行榜发布:带你深入了解各类医疗机构资源分配状况

医院中最贫穷的科室排行榜发布:带你深入了解各类医疗机构资源分配状况

医院等高水平医疗机构都设有该专科。由于该专科对医学知识要求高,入门门槛较高,导致其整体发病率相对较低。另外,我国部分地区经济发展不平衡,对该专科毕业生就业存在影响。 综上所述,医学遗传学和基因组学专科作为最经济实惠但医疗技术含量较高的科室之一,其总收入远低于其他专业。

生活常识 11.22
慢性乙肝新药甲磺酸普雷福韦片获得上市许可,有望缓解患者病情进展

慢性乙肝新药甲磺酸普雷福韦片获得上市许可,有望缓解患者病情进展

新舒沐是一款核苷酸类逆转录酶抑制剂,适用于慢性乙型肝炎成人患者。它是国家药品监督管理局批准的新药,用于治疗肝慢性乙型肝炎。研究表明,甲磺酸普雷福韦片具有高效、安全的优点,对高病毒载量病人的应答率尤其显著。此外,其表面抗原的效果也优于富马酸替诺福韦酯,显示出肝靶向技术的优势。

生活常识 11.22
全球癌症病例预计2050年将激增77%,研究报告揭示潜在威胁

全球癌症病例预计2050年将激增77%,研究报告揭示潜在威胁

癌、喉癌、鼻咽癌等。 建议: 1. 关注全球癌症趋势:癌症每年都会以惊人的速度增长,预计到2050年,全球癌症病例和死亡人数将大幅增加。 2. 重点关注男女差异:男性的癌症病例和死亡率预计高于女性,女性的癌症病例和死亡率预计分别增加68.5%和85.2%。 3. 关注老龄化问题:人口老龄化和增长可能导致更多的人患癌症,特别是50岁以下的人群。 4. 关注环境污染:空气污染、噪音污染、电磁辐射等因素可能会导致癌症的增加。 5. 提高健康意识:健康饮食、适量运动、戒烟限酒、控制体重等都是预防癌症的有效方式。

生活常识 11.22
小雪时节至,我国今冬迎来最大范围雨雪天气预警

小雪时节至,我国今冬迎来最大范围雨雪天气预警

小雪也将来得更深层次,极端低温出现 建议大家出行。

生活常识 11.22
早期乳腺癌治愈率高达90%,及时就医至关重要!

早期乳腺癌治愈率高达90%,及时就医至关重要!

2020年乳腺癌病例数据发布,预计到2040年将突破2840万例。中国为乳腺癌大国,但乳腺筛查仍需早于40岁。乳腺癌中晚期可出现多个体征,如乳头溢液、乳头回缩、乳头湿疹样癌等。

生活常识 11.22
网络热爆!关注这款新的卫生巾:‘标长实短’引发热议,网友炸锅:背刺多年的新国标正在路上

网络热爆!关注这款新的卫生巾:‘标长实短’引发热议,网友炸锅:背刺多年的新国标正在路上

卫生巾市场的假标签问题引发了公众对卫生巾产品质量的关注。根据实测调查,大多数品牌卫生巾的实际长度普遍比标注的短10-20毫米。部分卫生巾品牌甚至使用虚假标注来误导消费者。一些品牌承认自己的产品可能存在长度偏差,并承诺将通过定期更换模具等方式减少偏差。然而,网友对这一现象提出了质疑,并质疑厂商是否有恶意降低成本或故意违反市场规则。同时,卫生巾pH值的执行标准引起了人们的关注,一些人担忧国标可能存在问题。

生活常识 11.22
甜甜的日子里:谨记不敢吃糖的他们

甜甜的日子里:谨记不敢吃糖的他们

型,还会引发一系列并发症,包括心脏病、肾病等。因此,我们应当注重糖尿病预防和管理,以降低发病风险。此外,社会大众应增强对糖尿病的认识,提高对糖尿病危害的认知度,并积极参与到糖尿病防治中来。只有这样,我们才能共同守护人民的生命健康。

生活常识 11.22