打印的三维(3 d)人类肝脏结构提供了一个模型来质问肝脏生物学

传统的二维(2 d)细胞培养模型不能反映复杂的生物现象,发生在肝脏微环境,导致体内体外预测和现实之间的差异。这些差异的主要原因之一是原发性肝细胞,当孤立和二维单层培养,迅速失去关键酶的特性,为预测建模是必不可少的。失去这些关键的表型特性的一个主要限制在人类肝细胞毒理学检测有关的协议,该公司开发新药的速度已经放缓的实体。除了挑战保持分化,导致肝细胞功能的差异也被广泛报道,很难推断人类数据到诊所。因此,提供更好的审问人类肝脏体外模型生物学将在毒理学领域产生重大影响和肝脏病学。在这个报告中,我们表明,3 d打印的肝组织模拟组成的实质(人类原发性肝细胞和肝细胞株)和non-parenchymal细胞群(内皮细胞(EC)和肝星状)可以为42天培养和留住关键肝脏的特性和功能。3 d肝脏neotissues新陈代谢活跃至少42天,生产基本liver-derived血清蛋白质如白蛋白、纤维蛋白原、转铁蛋白内的介质。组织学分析formalin-fixed石蜡包埋组织在多个时间点显示组织架构,实质细胞之间的细胞间连接和lumenized的明确证据,CD31-positive EC-lined微血管结构。毒性研究通过检查ATP和乳酸脱氢酶(LDH)活动的3 d肝脏结构与已知的肝毒素的药物服用后进行。暴露的打印的肝组织公布的对乙酰氨基酚导致LD50值类似于人类体内值。 Enhancement of the acetaminophen toxic effect was observed when combined with ethanol treatment of bioprinted neotissues. Finally, the 3D liver neotissues responded in a dose dependent manner to the small molecule diclofenac, a known hepatotoxin. Not only do 3D neotissues allow biochemical interrogation of these toxicants, they also permit physical examination of the cellular populations within the tissue by histology. These results demonstrate the potential for the bioprinted 3D liver tissues in drug discovery and development, and human disease modeling.