Biomaterials|多細胞3D列印構建三維類肝模型

2021-01-15 上普生物

近期，法國雷恩大學的Georges Baffet教授團隊在 Biomaterials期刊上發表了「3D culture of HepaRG cells in GelMa and its application to bioprinting of a multicellular hepatic model」的文章。

摘要：生物3D列印是一種新興技術，已經證明具有以可重複性和高通量方式創建具有定義和組織架構的複雜血管化多細胞結構的能力。這篇研究通過使用2個肝細胞系Huh7和HepaRG，以及GelMA開發三維擠出生物列印工藝，提出了複雜肝臟模型的實現。列印的結構表現出長期的活力（28天）、增殖能力、相關的肝細胞表型和功能，比使用標準DMSO處理的2D模型更好。這項工作為關聯肝實質細胞HepaRG的複雜多細胞模型的生物列印提供了基礎。具有星狀細胞（LX-2）和內皮細胞（HUVEC）的細胞，能夠在結構表面定殖，從而重建偽內皮屏障。當在3D單培養中進行生物列印時，TGFβ-1會調節LX-2的表達，以誘導肌纖維母細胞基因（如ACTA2和COL1A1）。在包含HepaRG，LX-2和內皮細胞的多細胞3D列印結構中，我們證明了原纖維膠原沉積，而這在單獨使用HepaRG或LX-2的單一培養物中從未觀察到。這些觀察結果表明，精確可控的細胞間通訊是實現纖維化的重要一步，而多細胞生物3D列印可以實現這一點。

文章亮點

到目前為止，很少有研究能夠開發出有效且長期可行的3D生物列印肝臟模型。主要障礙之一是生物墨水選擇和確定有效使用參數的漫長而關鍵的過程。研究者使用GelMA，通過調節濃度和光照時間，在不損失列印結構的結構穩定性的情況下，提高了細胞的生存能力。這些優化的參數使得研究者實現生物3D列印的Huh7以及HepaRG細胞系的首次3D培養。

研究者在無DMSO的情況下培養的GelMa中HepaRG細胞的數據顯示，存活率和肝分化程度與以DMSO二維培養的細胞接近或更高。分化在培養14天時最佳，並在高水平下保持長達28天。

同時，研究者證明，在GelMa中進行HepaRG / LX-2 / HUVECS的生物印跡共培養構成了研究膠原蛋白合成和沉積的合適模型，強調了實質細胞與非實質細胞之間在膠原沉積中調節的主要作用。這說明並證實了纖維化的發展強烈地基於不同細胞類型之間的細胞通訊，生物3D列印可以實現構建此類模型的一個利器。

參考文獻

Marie, C., Frédéric, E., Hugo, O., Sophie, R., Jean-Christophe, F., Sophie, L., Vincent, L. and Georges, B., 2020. 3D culture of HepaRG cells in GelMa and its application to bioprinting of a multicellular hepatic model. Biomaterials, p.120611.

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