肝病是一种常见且危害性极大的疾病。据保守数据估计，全世界肝病患者已超过7亿，其中中国慢性肝病患者超过4亿。全球每年因肝病导致的死亡人数约200万。然而目前仍缺乏有效的药物以及可用于移植的器官。众所周知，**具有再生能力：即使70%的肝被切除，剩余的组织仍可以在几个月内再生出原始大小的**。大多数需要肝移植的患者都患有慢性疾病，如病毒性肝炎、脂肪肝或癌症。如果能有可靠的方法刺激**自行再生，就可以避免肝移植手术；或者用于帮助捐赠的**供体在移植后再生。此前的啮齿动物研究已经**了许多关于**再生的见解，但在人体中进行平行实验显然是不可能的。因此，对于人类**的再生过程科学家们仍知之甚少。近日，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项新研究中，来自哈佛-麻省理工健康科学与技术学院的研究团队**发了一个新模型用来模拟人类**再生的多个方面，并确定了一些发挥关键作用的分子。该模型可以**无法从小鼠或其他动物研究中收集到的信息，从而让科学家们可以更精确地追踪**再生的相关过程。
在这项新研究中，通过回顾此前已发表的小鼠相关研究，研究人员对肝损伤或疾病后激活的一些再生途径有了充分了解。其中一个关键因素是肝细胞和血管内皮细胞之间的相互作用：肝细胞产生有助于血管发育的因子，而内皮细胞产生有助于肝细胞增殖的生长因子。此外，还有另一个重要因素是血管中的流体流动。在小鼠中，血流量的增加可以刺激内皮细胞产生促进再生的信号。为了建立所有这些相互作用的模型，该团队**发了一个称为结构血管化**集合的微流控芯片平台（SHEAR），以模拟人类**再生的多个方面。SHEAR能够控制血流动力学变化以模拟肝损伤和再生过程中发生的变化，并支持生物化学输入的管理，例如细胞因子和与内皮细胞的旁分泌相互作用。
SHEAR的设计使生长因子等分子可以在血管和肝细胞之间流动，还允许研究人员轻松敲除特定细胞中的相关基因，以观察敲除后对整个系统的影响。他们通过SHEAR分析发现，增加的液体流量本身并不会刺激肝细胞进入细胞分裂周期。然而，如果它们还传递炎症信号，如白细胞介素1β（IL1β），肝细胞就会**始进入细胞分裂周期。随后，研究人员测量在这一过程发挥作用的一系列因子。
根据早期的小鼠研究，一些因子是已知的，但还有一些是以前在人类细胞中从未见过的，其中包括一种名为前列腺素E2（PGE2） 的分子。
研究人员在SHEAR中发现了高水平的PGE2分子。此前有研究表明，该分子也参与斑马鱼的再生。通过敲除内皮细胞中负责PGE2生物**的基因，研究人员证实这些细胞是PGE2的来源，PGE2诱导人原代肝细胞进入细胞周期。总的来说，这项研究**的数据强调了多细胞模型的重要性，该模型再现了高水平的组织功能，并表明SHEAR平台可以用于发现和验证促进人类**再生的条件。该团队希最终能利用这项研究中确定的分子来帮助治疗肝衰竭患者；或者，医生可以将这些分子作为生物标志物来确定患者**自行再生的可能性。该研究通讯作者、多尺度再生技术实验室主任Sangeeta Bhatia教授说：“当患者出现肝功能衰竭时，就必须要进行移植，因为你不知道他们的**能否自行恢复。但如果我们知道哪些患者的**具有强大的再生能力，那么需要**的就是使他们的病情稳定，从而避免了肝移植。”
