生物工程师正在设计一种热门的新技术，可以远程控制细胞功能的位置和时间，从而构建三维的人造活体组织。

 

位于西雅图的华盛顿大学干细胞和再生医学医学研究所的Kelly Stevens和休斯顿莱斯大学的Jordan Miller的实验室正在合作开发生物打印的类似器官的组织，比如肝和肺结构。

 

史蒂文的实验室有一个长期的愿景，那就是构建肝脏组织来模拟这个器官的许多复杂功能中的一些。这些人造组织可以用来研究，例如，药物或毒素如何作用于肝脏。

 

这个重要的器官容易受到感染、药物、毒药和常见的中毒物(如酒精)的损害。肝病影响着全世界5亿多人，每年造成200多万人死亡。

 

最终，研究人员希望能够设计出可以通过手术植入的人造组织，以接管患病肝脏失去的功能。

 

史蒂文斯是华盛顿大学工程学院和华盛顿大学医学院联合运营的生物工程系的助理教授。她还在医学院的检验医学和病理学部门任职。

 

她解释说，肝脏的复杂性给人工器官生物工程师带来了障碍。当器官成形时，你如何提示细胞承担不同的功能角色和空间位置?

 

就像工厂里的员工有不同的职责和工作地点一样，杏耀代理肝脏内的细胞也有不同的分类。肝细胞从关键基因那里获得它们的工作分配，通过它们的蛋白质表达谱，引导它们到指定的位置来执行它们的任务。

 

基因如何对决定细胞命运的线索作出反应，以及这种信息传递是如何发生的，人们正变得越来越清楚。然而，让细胞按需执行这种信息传输一直是难以捉摸的。对于组织复杂的系统尤其如此。

 

“肝脏有数百种重要的功能，”研究人员在他们的项目总结中指出。为了做到这一点，肝细胞之间有分工。

 

“重建肝脏仍然是一个巨大的挑战，”科学家说。该领域还不能创建小的特征，比如在天然肝脏中发现的不同的代谢区域。研究人员还指出，要构建肝脏，他们的研究领域必须更好地了解该器官是如何组装的， 杏耀娱乐移动客户端下载。，以及细胞中基因表达对其生理机制的调节。

 

在9月30日的《科学进展》杂志上，斯蒂文斯和华盛顿大学生物工程研究生丹尼尔·科贝特，以及他们在莱斯大学的合作者，报告了他们最新的生物打印成果。这是一种热流体技术，可以产生模仿人类肝脏中发现的基因图谱的模式。

 

他们设计了3d打印流体系统来提供穿透性的热量。来自这些系统的能量——就像老式公寓里蒸汽散热器的微型版本——使研究人员能够操纵人工组织深处细胞的遗传线路。

 

该技术利用热模式来触发基因表达。组织内打印出来的网络传递的热量激活了嵌入细胞的转基因，这是可热诱导的。

 

这些操作可以揭示不同细胞内的遗传模式如何驱动组织和各种肝功能的分离。在未来，这一发现不仅可以为从干细胞中塑造新的功能器官提供思路，还可以为远程管理移植器官组织以达到预期的治疗效果提供思路。

 

研究人员称他们的技术为激活转录的热交换器，杏耀或称热。他们在最新的项目中激活的途径是某些所谓的Wnt信号网络，对调节整个动物王国的身体组织的发展、维持和再生非常重要。

 

研究人员说，尽管他们报告的发现显示了热量的潜力，但他们在完全控制第一代系统在空间和时间上的热量传递方面遇到了限制。

 

他们认为，设计修改可能会克服目前的一些限制。这种方法也可以与组织工程的其他进展相结合。

 

他们写道，他们希望在解决刺激3D组织内细胞基因回路之谜方面的进一步进展将“加速人工肝组织模型的发展，这将广泛影响基础和转化人类生物医学。”他们相信，这些进步将为三维组织和器官的生物制造创造新的途径。