Nature：开发出模拟自然发育的生物工程人肝脏组织

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国辛辛那提儿童医学中心肠胃病、肝脏与营养科研究员Takanori Takebe博士、德国马克斯-普朗克进化人类学研究所研究员Barbara Treutlein博士和日本横滨市立大学医学研究生院再生医学系研究员Keisuke Sekine博士。

图片来自Cincinnati Children's/Max Planck

当前治疗晚期肝病的唯一方法是肝脏移植，然而从死亡供者体内获得的肝脏数量是有限的。基于这一点，再生医学的一个主要目标是获得自我组装的人组织，即细胞在准确的时间和空间经历一系列协调的分子事件，从而形成功能性的三维肝芽（liver bud）。

阐明胚胎内胚层发育中的分子-细胞交谈的详细细节和环境对这种技术的治疗潜力是至关重要的。肝脏是在胚胎内胚层中形成的。

Takebe说，“利用生物工程手段制造出可移植的肝脏和肝脏组织的能力对需要接受新的创新性疗法拯救生命的肝病患者而言是有极大益处的。我们的数据让我们对发育中的肝细胞之间的胞间通信获得新的详细理解，并且证实我们能够产生显著接近于再现人自然发育中的胎儿细胞产生的肝芽。”

基因蓝图

在当前的这项研究中，这些研究人员利用单细胞RNA测序（RNA-Seq）监控当将细胞在三维环境中结合在一起时，单个细胞如何发生变化。在这种三维环境中，血管细胞、结缔组织细胞和肝细胞发生复杂的通信。

单细胞RNA-Seq技术的主要优势在于它提供每一个细胞类型的基因活性蓝图。这些研究人员着重绘制在将这些细胞放置在一起形成肝脏组织之前和之后，每个不同细胞中的有活性的转录因子、信号分子和受体的完整蓝图。

这些研究人员报道他们观察到分子-细胞交谈发生显著的变化，以及当这些细胞在三维环境中一起生长时它们如何作出表现。

单细胞RNA-Seq分析也有助对利用干细胞产生的三维工程肝脏组织与自然发生的人胎儿肝细胞和成人肝细胞进行比较。这些研究人员观察到实验室培养的肝芽具有的分子特征谱和基因特征谱非常类似于在自然发育中的人肝细胞内发现的这些特征谱。