合成生物學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)加速了實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)肝臟的創(chuàng)建

匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員將合成生物學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，創(chuàng)造出具有血液和膽汁處理系統(tǒng)的人類肝臟類器官。當(dāng)將實(shí)驗(yàn)室培育的替代肝臟植入肝臟衰竭的小鼠體內(nèi)時(shí)，它們的壽命得以延長。

今天發(fā)表在《細(xì)胞系統(tǒng)》雜志上的這項(xiàng)研究表明，在不犧牲精度或控制的情況下觸發(fā)并加速實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)器官的成熟是可能的。

研究作者、醫(yī)學(xué)博士、副教授 Mo Ebrahimkhani 表示：“懷孕期為九個(gè)月，新器官在出生后需要很長時(shí)間甚至幾個(gè)月才能成熟，但如果一個(gè)人需要肝臟，他們可能等不了那么久。”病理學(xué)和生物工程博士，匹茲堡肝臟研究中心和麥高恩再生醫(yī)學(xué)研究所的成員。“我們證明，在 17 天內(nèi)獲得具有四種主要細(xì)胞類型和脈管系統(tǒng)的人類肝臟組織是可能的。我們可以在短短三個(gè)月內(nèi)將組織成熟到幾乎妊娠晚期。”

Ebrahimkhani 說，其他研究小組曾嘗試使用生長因子在培養(yǎng)皿中誘導(dǎo)類器官成熟，但這種方法成本高昂、不一致，而且容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。通常，會(huì)有不需要的組織或細(xì)胞類型，例如在本應(yīng)是實(shí)心肝臟的中間生長的 腸或腦細(xì)胞。

使用基因工程更清潔，但協(xié)調(diào)起來也更復(fù)雜。因此，Ebrahimkhani 與約翰·霍普金斯大學(xué)的 Patrick Cahan 博士合作，使用機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)來對(duì)人類肝臟成熟所需的基因進(jìn)行逆向工程。

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