Rspo1激活Lgr5+肝干细胞增强规模化培养肝类器官内细胞更新
批准号:
82070640
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
包骥
依托单位:
学科分类:
肝保护和人工肝
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
包骥
中文摘要
肝类器官是体外培养具有肝功能的三维细胞聚集体,其培养技术的发展为肝脏研究领域提供了体外肝细胞持续培养的方法。实现肝类器官的规模化培养将极大推动肝细胞治疗的临床应用。研究表明,Wnt通路激动剂Rspo1蛋白不仅能在肝脏受损时激活肝内Lgr5+干细胞增殖,同时在体外培养中促进肝Lgr5+干细胞分裂生长形成类器官,展现出良好的细胞更新能力。在本研究中,将使用去细胞化肝脏胞外基质图案微阵列技术实现原代肝细胞、间充质干细胞和内皮细胞形成肝类器官的规模化培养,并探讨Rspo1蛋白能否诱导受损的类器官内Lgr5+肝干细胞增殖完成细胞自我更新,实现肝类器官长期培养。最后将规模化培养、具有更新能力的肝类器官用于生物人工肝(BAL)临床前治疗研究,评估其肝功能支持效果,促进临床转化。
英文摘要
Liver organoids are three-dimensional cell aggregates with liver function in vitro. The development of its culture technology provides a method for the continuous culture of hepatocytes in vitro for liver research. The realization of large-scale culture of liver organoids will greatly promote the clinical application of hepatocyte therapy. Studies have shown that the Wnt pathway agonist Rspo1 protein not only can activate Lgr5 + stem cell proliferation in the injured liver, but also promote liver Lgr5 + stem cells to divide and grow into organoids in vitro, showing good cell regeneration ability. In this study, decellularized liver ECM pattern microarray technology will be used to achieve large-scale culture of liver organoids formed via primary hepatocytes, mesenchymal stem cells and endothelial cells, and whether Rspo1 protein can induce injured organoids Lgr5 + liver stem cells proliferate to complete cell self-renewal and achieve long-term culture of liver organoids. Finally, large-scale cultured and renewable liver organoids were used for preclinical treatment of bio-artificial liver (BAL) to evaluate the effect of liver function support and promote clinical transformation.
肝衰竭是致死率极高的疾病,急性肝衰竭和慢加急性肝衰竭是主要致死原因,而肝脏移植因供体短缺、手术风险和高昂费用难以普及。人工肝支持系统作为替代治疗手段被广泛研究,包括非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝 。其中,非生物型人工肝可快速清除毒素但无法替代肝脏复杂代谢功能,生物型人工肝引入功能性肝细胞有望成为替代方案,混合型人工肝则结合了两者优势本研究旨在开发优化基于原代猪肝细胞的混合型人工肝。通过 CRISPR/Cas9 技术敲除原代猪肝细胞中的 GGTA1 基因,降低免疫排斥反应,并与过表达 RSPO1 的 HUVEC 细胞共培养形成功能性类器官,增强肝细胞代谢和解毒能力,同时优化生物反应器设计,提高肝细胞培养效率和功能稳定性。首先利用 rAAV-CRISPR/Cas9 技术编辑巴马小型猪受精卵中的 GGTA1 基因,筛选出 GGTA1 纯合突变后代;二是采用胶原酶三步原位灌注法分离原代肝细胞,进行平面培养和类器官培养,检测 RSPO1 对肝细胞增殖等的影响,并构建 R-HUVEC 与肝细胞共培养形成类器官,分析相关指标;三是对原始生物反应器建模并数值模拟,优化其结构,评估优化前后反应器性能;四是开发优化 HAL 系统用于治疗 ALF 动物模型,建立不同剂量 D-GalN 诱导的 ALF 巴马猪模型,对比 HAL、NAL 和 ALF 对照组的治疗效果;五是纳入 8 例 ACLF 患者,收集血浆置换出的血浆进行 BAL 治疗,分析不同阶段血浆样本的生化指标和代谢物变化。结果显示,通过输卵管注射法成功实现 GGTA1 基因靶向编辑,获得 GGTA1-/- 猪;RSPO1 促进肝细胞增殖和功能维持,R-HUVEC 对维持肝细胞长期功能优势明显;优化后的生物反应器性能显著提升;在 ALF 巴马猪模型中,0.75g/kg D-GalN 为最佳造模剂量,HAL 治疗延长生存时间、改善肝功能效果显著;ACLF 患者的治疗中,BAL 在促进代谢、解毒、炎症调控等方面作用积极。研究结论表明,开发优化的 HAL 系统通过基因编辑获得安全肝细胞来源,形成类器官提升肝细胞功能,在 ALF 猪模型和 ACLF 患者血浆净化临床前研究中均展示出良好治疗效果,为肝衰竭患者提供了新的治疗方案,具有重要临床应用潜力和转化价值。
光反应性甲基丙烯酰化白蛋白在生物人工肝中的综合应用研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:包骥
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依托单位:
利用CRISPR/Cas9技术培育Fah和Rag2双基因敲除小型猪“生产”人肝细胞治疗肝衰竭的研究
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批准号:81770618
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2017
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负责人:包骥
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依托单位:
肝脏组织工程猪去细胞化肝脏支架材料的免疫原性和肝细胞诱导性研究
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批准号:81200315
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2012
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负责人:包骥
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依托单位:
国内基金
海外基金