科学探索|麻省理工研究人员致力于利用肝脏再生能力来治疗慢性疾病麻省理工研究人员致力于利用

通过追踪肝脏再生的步骤，麻省理工学院的工程师正在努力利用肝脏的再生能力来帮助治疗慢性疾病。人类的肝脏具有难以置信的再生能力。即使有高达70%的肝脏被切除，剩余的组织也能在短短几个月内再生出一个完整的肝脏。
能够利用这种再生能力，可以为医生提供大量治疗慢性肝病的选择。麻省理工学院的工程师们现在已经向这个目标迈出了一步，他们创建了一个新型的肝脏组织模型，使他们能够比以前更精确地追踪肝脏再生的步骤。使用这种新模型可以获得无法从小鼠或其他动物的研究中收集到的信息，这些动物的生物学与人类的生物学不尽相同。
多年来，人们一直在确定似乎参与小鼠肝脏再生的不同基因，其中一些基因似乎对人类也很重要，但他们从未设法弄清使人类肝脏细胞增殖的所有线索。本周发表在《美国国家科学院院刊》上的这项新研究已经确定了一种似乎发挥关键作用的分子，并且还产生了其他几个候选分子，研究人员计划进一步探索。

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大多数需要肝脏移植的病人患有慢性疾病，如病毒性肝炎、脂肪肝或癌症。如果研究人员有一种可靠的方法来刺激肝脏自行再生，一些移植手术就可以避免了。或者，这种刺激可能被用来帮助捐赠的肝脏在移植后生长。
通过对小鼠的研究，研究人员对肝脏受伤或患病后被激活的一些再生途径有了很大的了解。一个关键因素是肝细胞（在肝脏中发现的主要细胞类型）和内皮细胞之间的相互关系，内皮细胞是血管的内衬。肝细胞产生帮助血管发展的因素，而内皮细胞产生帮助肝细胞增殖的生长因子。研究人员已经确定的另一个促成因素是血管中的液体流动。在小鼠身上，血流的增加可以刺激内皮细胞产生促进再生的信号。
【科学探索|麻省理工研究人员致力于利用肝脏再生能力来治疗慢性疾病】为了建立所有这些相互作用的模型， Bhatia的实验室与波士顿大学威廉-F-沃伦生物医学工程特聘教授Christopher Chen合作，后者设计了具有模仿血管的通道的微流体装置。为了创建这些"芯片上的再生"模型，研究人员沿着这些微流体通道之一生长血管，然后加入来自人类器官捐赠者的肝细胞的多细胞球状体聚合体。
该芯片的设计使生长因子等分子能够在血管和肝脏球状体之间流动。这种设置还允许研究人员轻松地敲除特定细胞类型中感兴趣的基因，然后观察它对整个系统的影响。利用这个系统，研究人员表明，增加液体流动本身并不能刺激肝细胞进入细胞分裂周期。然而，如果他们同时传递一个炎症信号（细胞因子IL-1-beta），肝细胞确实进入了细胞分裂周期。
在这项研究中，研究人员专注于刺激细胞进入细胞分裂的分子，但他们现在希望进一步跟踪这一过程并确定完成细胞周期所需的分子。他们还希望能发现告诉肝脏何时停止再生的信号。巴蒂亚希望，最终研究人员将能够利用这些分子来帮助治疗肝衰竭患者。另一种可能性是，医生可以将这些因素作为生物标志物来确定病人的肝脏自行再生的可能性有多大。