肝胆类器官在中药研究中的应用进展

白癜风爱心传递分享会 http://nb.ifeng.com/a/20190527/7447319_0.shtml

摘要:类器官作为一种新型体外研究系统,可高度模拟体内组织、器官的功能结构和遗传特征等生物学特性。目前,肠道、视网膜、脑、肾、胰腺和肺等健康组织的类器官模型已逐渐建立。近年来,肝胆类器官也成为相关领域的研究热点。相较于传统的原代肝细胞、人源肝细胞系和动物模型,肝胆类器官能在维持一定遗传稳定性的前提下,在体外长期增殖并具备成熟的肝胆系统功能,具有开发为临床前药物肝脏效毒评价平台的潜力。就近年来肝胆类器官建立的来源途径、分化方法优化、分化效果评价,以及利用肝胆类器官平台对中药药效/毒效的评估展开论述,以期建立一种可准确、高效反映药物作用机制的模型,并用于大规模药物筛选、疾病机制研究及个体化精准医疗,为新药开发、药物评价及临床用药等提供新的策略方案。

类器官是一类由干细胞诱导培养生成,可高度模拟体内组织和器官生物学特性的体外研究平台,可应用于不同组织和器官生理、病理及药物作用过程的研究。目前有研究发现,通过对多能干细胞(pluripotentstemcell,PSC),包括胚胎干细胞(embryonicstemcell,ESC)和诱导多能干细胞(human-inducedpluripotentstemcell,iPSC),以及部分特定来源的成体干细胞进行诱导[1-2],可形成具有特定组织功能的类器官。这些类器官在维持组织器官的功能和修复其损伤等方面具有巨大的应用潜力。相较于传统研究中广泛使用的永生细胞系和原代细胞,类器官不仅具有细胞系增殖能力强的特点,而且其表型类似于从体内分离而来的不可增殖的原代细胞。同时,研究人员从健康人或病人身上获取体细胞,通过不同的诱导分化方法,将其进一步培养分化成为特定的类器官,以更好地模拟器官的生物学功能。目前,已有肠道[3]、视网膜[4]、脑[5]、肾[6]、胰腺[7]和肺[8]等健康组织,甚至包括一些肿瘤组织[9]的类器官被建立,这为基础研究、新药筛选及药物开发提供了更多体外研究平台以供选择。

肝脏作为人体众多生理过程中的重要枢纽,在营养素以及外源性物质(如药物)的代谢,胆汁酸、脂质和胆固醇稳态的维持,生长信号通路的内分泌调控,造血系统和免疫系统功能的支持等生理活动中意义重大[10]。肝脏由肝实质细胞(如肝细胞)以及多种非实质细胞(如胆管细胞、肝星状细胞、肝脏巨噬细胞等)组成。过去的研究多基于细胞系进行肝细胞体外研究,如可长期扩增的肝癌HepG2细胞,但其结果和体内试验不能完全一致;部分正常人肝细胞系(如L02细胞等)已不推荐使用;原代肝细胞相对肝脏细胞系,可较好反映体内肝细胞的实际功能,但其易凋亡且无法增殖,难以实现长期培养。虽然在3D胶原培养介质上培养原代肝细胞可在一定程度上延长其体外培养时间,但以上细胞模型仅涉及单一肝细胞,而忽视了肝脏中其他非实质细胞所发挥的重要功能,如胆管细胞等。在肝脏病生理及药理的体外研究中,不同于肝原代细胞模型,干细胞可通过多种途径被诱导,在传代后仍保持染色体稳定的前提下,分化为细胞形态完整、功能完善的肝细胞或胆管细胞,并逐步形成肝胆类器官来模拟肝组织功能,解决了用原代肝细胞长时间培养费用较高,人肝组织难以获取等问题。

目前,药物筛选和后续药物体内评价的实验周期长、成本高,不利于药物开发的快速推进。因此,类器官作为一种可以有效评价药物药理毒理作用的体外细胞模型,受到了研究学者的广泛


转载请注明:http://www.minzuz.com/yqsshy/10607.html

  • 上一篇文章:
  •   
  • 下一篇文章: 没有了