基于肝脏类器官芯片研究纤维化微环境调控慢性肝损伤修复

Abstract

目的 在慢性肝损伤的修复中,以胆管细胞的激活与增殖为特征的导管反应起着重要作用,并与肝纤维化密切相关。导管反应激活间质细胞,促进胞外基质的沉积、重塑肝脏微环境,从而影响肝脏祖细胞增殖、分化,然而纤维化的微环境,尤其是力学微环境,如何影响肝祖细胞的增殖和分化的机制,目前仍不清楚。方法 通过结合微制作与类器官技术,利用间质细胞自组织形成拉伸加载下的纤维化微组织,实现与肝脏类器官的共培养,还原纤维化微环境中的导管反应。通过悬臂梁刚度、基质成分和细胞密度调控并实时观测微组织的收缩力,加入炎症因子或与中性粒细胞共培养能够模拟肝纤维化中的免疫反应。结果 本文实现了肝脏类器官与间质细胞的共培养及微组织形成,间质细胞通过细胞重排和基质重塑形成纤维化微环境。通过分子标志物及输运功能对肝祖细胞及间质细胞的共培养进行表征,发现纤维化微环境不仅对微组织施加拉伸力,并且造成肝脏类器官的拉伸。在慢性肝损伤相关炎性因子的刺激下,纤维化组织会进一步收缩,增加肝脏类器官增殖。结论 本研究创新性构建了纤维化类器官芯片,为理解肝纤维化和导管反应的复杂相互作用提供了体外研究模型,助力阐释纤维化微环境对慢性肝损伤修复的影响与调控机制