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这篇综述聚焦肝纤维化三维体外模型。详细介绍肝纤维化(一种与慢性肝病相关、影响超 15 亿人的可逆复杂病症)的病理生理,梳理球形、类器官等模型的进展,探讨其优势与生物学相关性,为肝纤维化研究及治疗带来新方向。
背景
肝纤维化是一种可逆却复杂的病理状态,与慢性肝病密切相关,全球超 15 亿人受其影响。持续的肝损伤会引发细胞外基质(extracellular matrix,ECM)过度沉积,这是肝纤维化的典型特征,而且病情常进一步发展为肝硬化甚至肝癌。肝纤维化进展过程涉及多种细胞类型和致病因素,深入探究其复杂机制对研发有效疗法至关重要。为此,科研人员致力于搭建三维(three - dimensional,3D)体外平台,模拟肝纤维化进程。
方法
该综述系统阐述了肝纤维化的病理生理学机制,重点介绍了 3D 体外肝模型的最新进展。这些模型包括球形细胞聚集体(spheroids)、类器官(organoids)、组装体(assembloids)、生物打印构建体(bioprinted constructs)以及微流体系统(microfluidic systems)。同时,文章还评估了这些模型的生物学相关性,着重关注它们再现肝纤维化相关特征的能力。
结果
相较于传统的二维培养,3D 体外肝模型优势显著。不同模型各具特色,它们共同在生理相关的 3D 环境中重现了肝纤维化的关键特征,像 ECM 重塑、肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)激活和胶原沉积等。其中,多谱系肝类器官和组装体将复杂的结构与可扩展性相结合,有助于深入探究机制,提升治疗评估的转化相关性。
结论
3D 体外肝模型有望缩小体外研究与体内实际情况的差距,它能精准复制肝脏特有的结构和微环境。随着标准化实验方案的完善,模型的可重复性增强,在推进肝纤维化药物研发、助力个性化治疗发展方面潜力巨大。