三項研究攻克人造肝臟體外生長的主要難題
來源：生物360
美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的研究人員使希臘神話成為現實。
在希臘神話中，宙斯懲罰了為人間盜取火種的普羅米修斯，將他綁在高高的巖石上，派一只鷹每天啄食他的肝臟，并讓其肝臟日復一日的再生。雖然這僅僅是一種希臘 神話而已，但是其中反映的肝臟再生現象，當今已經由神話變成了現實。希臘神話中隱藏著一顆真理的種子，那就是如果肝臟的一部分被摘除之后，有可以自身再生 的可能性。不過現實中，科學家卻一直無法成功制造肝臟組織用于再生，因為成熟的肝細胞在體外會很快喪失正常功能。
現在，麻省理工學院的科學 家鑒定了一些化合物，這些化合物不僅能在體外維持肝細胞的正常功能，還能促使其增殖產生新的肝臟組織。研究人員指出，以這種方式培養細胞可以生成人工組 織，治療丙肝等慢性肝病的患者。相關研究論文刊登在近期出版的《自然-化學生物學》（Nature Chemical Biology）雜志上。
大規模篩選
此前，這組研究人員曾開發了一種方法，將肝細胞與小鼠成纖維細胞精確混合，從而在體外維持肝細胞的正常功能。研究人員對此系統進行了改進，并在其中對12，500種化合物進行了大規模篩選，分析這些化合物對肝細胞生長和功能的影響。
肝臟是人體內的重要器官，具有多種功能，包括藥物解毒作用、能量代謝、蛋白合成和膽汁生產等。研究人員對83種肝臟酶的表達水平進行了檢測，以此評估肝細胞 的功能。他們篩選了八名組織捐獻者的數千個肝細胞，鑒定了能維持細胞功能或促進細胞分裂的12種化合物。其中有兩種化合物，對年輕捐獻者的細胞效果特別 好。
研究人員在iPS技術生成的肝細胞中，對上述兩種化合物進行測試。在此之前，人們利用iPSC制造的肝細胞往往達不到完全成熟的狀態。而這項研究中的兩種化合物，卻能使肝細胞成熟得更加完全。
目前，研究團隊正在iPSC生成的多種細胞類型中，測試上述化合物。他們希望了解，這些化合物是否驅動通用的成熟機制，能否對其他類型細胞產生類似影響。
研究人員還將把處理過的肝細胞填入高分子組織支架，并將該系統植入小鼠體內，測試其替代能力。此外，他們還希望將這些化合物開發為藥物，幫助患者自身的肝臟組織再生。
這項研究克服了人們在體外培養肝細胞時面臨的主要困難，是一個重要的突破。
更多成果
此前，這組研究人員還解決了人造肝臟的另一個問題，讓患者機體長出血管為新移植的組織提供氧和營養。他們發現，預先在組織中嵌入內皮細胞，可以使組織在移植 后快速長出血管。最近在解決另一個工程肝組織的挑戰中也取得了新進展，使接受者的身體生長的血管為新組織供應氧氣和營養。相應的研究成果已經在2013年 4月份，發表于《PNAS》上。
如果將預先形成條狀的內皮細胞嵌入到該組織， 組織被植入之后他們將很快成長為數組血管。為了達到這個目標，研究人員設計了一種新系統，允許它們來創建三維工程化組織，并精確的控制不同類型細胞在組織 內的所處位置。這種方法在2013年5月發表于《自然通訊》（Nature Communications）雜志上的論文中已有闡述，可讓工程化組織功能比宿主組織的功能更佳。
研究人員表示，縱觀這些論文的研究成果，為解決肝組織工程化過程中長期面臨的2個挑戰，即體外肝細胞不斷增長的大量供應和使接受移植的患者可以得到源源不斷的肝臟組織，提供了一種前進的方向。
原文檢索：
Jing Shan, Robert E Schwartz, Nathan T Ross, David J Logan, David Thomas, Stephen A Duncan, Trista E North, Wolfram Goessling, Anne E Carpenter & Sangeeta N Bhatia. Identification of small molecules for human hepatocyte expansion and iPS differentiation. Nature Chemical Biology, 02 June 2013; doi:10.1038/nchembio.1270
Jan D. Baranski, Ritika R. Chaturvedi, Kelly R. Stevens, Jeroen Eyckmans, Brian Carvalho, Ricardo D. Solorzano, Michael T. Yang, Jordan S. Miller, Sangeeta N. Bhatia andChristopher S. Chen. Geometric control of vascular networks to enhance engineered tissue integration and function. PNAS. April 22, 2013, doi:10.1073/pnas.1217796110
