Biomaterials｜多細胞3D打印構建三維類肝模型

來源：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(fā)表了“3D culture of HepaRG cells in GelMa and its application to bioprinting of a multicellular hepatic model”的文章。

生物3D打印是一種新興技術,，已經證明具有以可重復性和高通量方式創(chuàng)建具有定義和組織架構的復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(fā)三維擠出生物打印工藝,，提出了復雜肝臟模型的實現,。打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的復雜多細胞模型的生物打印提供了基礎,。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(yǎng)中進行生物打印時,，TGFβ-1會調節(jié)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打印結構中，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(yǎng)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打印可以實現這一點,。

到目前為止，很少有研究能夠開發(fā)出有效且長期可行的3D生物打印肝臟模型,。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(jié)濃度和光照時間,，在不損失打印結構的結構穩(wěn)定性的情況下,，提高了細胞的生存能力。這些優(yōu)化的參數使得研究者實現生物3D打印的Huh7以及HepaRG細胞系的首次3D培養(yǎng),。

研究者在無DMSO的情況下培養(yǎng)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(yǎng)的細胞接近或更高。分化在培養(yǎng)14天時最佳,，并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(yǎng)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(jié)的主要作用,。這說明并證實了纖維化的發(fā)展強烈地基于不同細胞類型之間的細胞通訊，生物3D打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.