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【类器官应用篇】肝脏类器官:推进疾病研究与药物开发的仿生工具

2025-01-17 10:30    浏览量:21

ACROBiosystems百普赛斯以卓越的技术和专业的服务,可提供Organoid Toolbox类器官综合性解决方案,包括iPSC来源的即用型类器官、冻存型类器官、类器官分化试剂盒产品以及类器官定制开发、基于类器官的疾病模型开发和类器官分析检测服务等,全面加速您的科学研究和药物研发项目进程。



类器官:模拟人类器官的微型化模型


类器官是由多种细胞类型组成的微型器官,具有与真实器官相似的结构和功能特征。与传统细胞培养模型相比,类器官能够更真实地反映人体的生理和病理特征。研究人员可以利用类器官模拟脑、心脏、肝脏、肠道等多种器官,构建癌症、神经退行性疾病、遗传性疾病等多种疾病模型。这些模型在人体发育研究、疾病机制揭示、药物疗效与毒性评估等方面具有广泛应用,同时也为个性化医疗和精准治疗策略的开发提供了重要支持。

ACRO的脑、心脏、肝脏、肠道类器官

ACRO的脑、心脏、肝脏、肠道类器官


肝脏类器官:模拟肝脏功能与疾病研究的前沿工具


肝脏是人体重要的代谢器官,承担解毒、代谢和营养储存等关键功能。肝脏的基本功能单位是肝小叶,呈六边形结构,围绕中央静脉排列,肝动脉和门静脉从外围分支,确保肝脏的氧气和营养供应。肝小叶结构在肝脏的代谢与解毒功能中发挥核心作用。肝脏类器官能够模拟肝脏的生理结构和功能,重现肝细胞、胆管细胞等多种细胞类型,并再现肝小叶结构。这种体外模型以其多样化的细胞组成和高度仿生的结构特性,成为肝脏疾病建模、药物开发和再生医学研究的重要工具。

ACRO的肝脏类器官(货号 CIPO-RWL005K表现出典型的肝小叶六边形结构



肝脏类器官在疾病建模中的应用

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是全球最常见的慢性肝病,其病程从单纯性脂肪肝发展到非酒精性脂肪性肝炎(NASH),最终可能进展为肝纤维化和肝细胞癌。肝脏类器官作为体外模型,在这些疾病的研究中具有重要价值。例如,Ouchi等人开发了由类肝细胞、类星状细胞和类库普弗细胞等组成的肝脏类器官,这些类器官在转录组水平上与体内肝脏组织高度相似。在游离脂肪酸(FFA)处理下,这些类器官能够诱导脂质沉积,逐渐表现出NASH的关键特征,包括脂肪变性、炎症反应及纤维化等病理变化。

FFA处理下的肝脏类器官逐渐表现出NASH的关键特征

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.05.007

FFA处理下的肝脏类器官逐渐表现出NASH的关键特征



肝脏类器官在药物筛选中的价值

药物性肝损伤(DILI)是导致急性肝衰竭和药物撤市的常见原因之一。肝脏类器官作为一种可靠的体外模型,在药物毒性评估和新药筛选中展现了重要价值。例如,Shinozawa等人开发了一种基于肝脏类器官的毒性筛选系统,对238种上市药物(包括32种阴性对照和206种已报道的DILI药物)进行了评估,结果显示该方法在预测肝毒性方面具有很高的准确性和可靠性。此外,Hendriks等人利用肝脏类器官筛选了17种NAFLD候选药物,并成功发现了能够有效缓解脂质变性的化合物。

基于肝脏类器官的药物毒性筛选系统

https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.10.002

基于肝脏类器官的药物毒性筛选系统



肝脏类器官在再生医学中的潜力

肝脏类器官在再生医学中展现出广阔的应用前景。研究表明,肝脏类器官可以作为功能性单位,部分替代受损肝脏组织,从而提高治疗效果。例如,Huch等将来源于成体干细胞的小鼠肝脏类器官移植至酪氨酸血症Ⅰ型小鼠模型体内,能够提高小鼠存活率。Takebe等的研究表明,来源于iPSCs的血管化肝脏类器官在移植后48小时内能够发育出血管结构,并成功挽救了药物性肝损伤模型小鼠,进一步验证了类器官移植的有效性。

肝脏类器官在再生医学中的应用策略

https://doi.org/10.3350/cmh.2024.1040

肝脏类器官在再生医学中的应用策略



ACRO肝脏类器官应用:构建NASH病理模型


NASH是一种慢性肝病,主要表现为脂肪积聚、炎症反应和肝损伤,通常与肥胖、2型糖尿病及代谢综合症密切相关。油红是一种用于检测细胞内脂肪沉积的染料,能够有效地可视化肝脏类器官中的脂肪酸积累。利用油红对肝脏类器官(货号 CIPO-RWL005K)进行染色,肝脏类器官显示出显著的脂肪酸积累,表明其具备NASH样病理特征,可以为研究NASH的发病机制和评估潜在治疗策略提供可靠的体外模型。

油红染色显示ACRO肝脏类器官中显著的脂肪酸积累

油红染色显示ACRO肝脏类器官中显著的脂肪酸积累



结语


肝脏类器官作为疾病研究和药物开发的先进工具,因其高度模拟人类器官结构和功能的能力,在深入解析疾病发生机制和探索潜在治疗方案方面展现了巨大价值。ACROBiosystems百普赛斯致力于推动类器官技术在基础研究和药物开发中的广泛应用,为疾病研究和新药研发提供高质量的工具支持。

肝脏类器官产品列表

货号
产品描述
CIPO-RWL005K Ready-to-use Human iPSC-Derived Liver
Organoids
RIPO-RWM009K Ready-to-use Human iPSC-Derived Liver
Organoids
RIPO-RWM010 Human iPSC-Derived Liver Organoid
Maintenance Kit

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基质胶
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7.Kim Y, Kang M, Mamo M G, et al. Liver organoids: Current advances and future applications for hepatology[J]. Clinical and Molecular Hepatology, 2024. https://doi.org/10.3350/cmh.2024.1040




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