干细胞是多才多艺的基石，身体中的每一种细胞类型——从神经元到皮肤细胞再到血细胞——最终都是由它衍生而来的。研究人员还想出了如何在实验室中将干细胞转化为不同类型的细胞，这有助于在正常细胞环境中研究健康和疾病，并可用于生成用于医学移植的细胞。怀特黑德研究所创始成员 Rudolf Jaenisch 不仅在他的研究中使用这些细胞，而且在他的职业生涯的大部分时间里都在发现和改进利用干细胞衍生细胞制作准确的实验室模型的方法。
Jaenisch 实验室关注的一个挑战是如何消除在体内发现的细胞类型及其干细胞衍生的等价物之间的差异。特别是，他们发现干细胞衍生的细胞通常是不成熟的，更类似于在胎儿中发现的细胞，而不是在成人中发现的细胞。这些差异会使细胞的研究模型不太准确，并阻止它们作为功能性移植细胞在医学上有用。体内的干细胞在转化为不同的细胞类型时会接收复杂的分子信号混合物。研究人员面临的挑战在于找出体内众多分子信号中的哪些是相关的，然后在他们的娱乐活动中得到完全正确的配方。
Jaenisch 实验室的博士后研究员 Haiting Ma 决定为肝细胞(肝脏中的主要细胞类型)解决这个问题。在 4 月 21 日发表在Cell Stem Cell上的工作中，Jaenisch 和 Ma 分享了他们的发现，即为什么干细胞衍生的肝细胞类似于胎儿肝细胞，以及使它们成熟所需的条件——包括甲状腺激素的重要作用。
肝脏过滤通过消化系统进入身体的所有物质。它有助于储存和改变营养物质，安全地分解毒素和废物，处理药物等等。关于肝脏如何运作以及在许多肝脏相关疾病中出了什么问题，还有很多需要了解，而准确的干细胞衍生模型将有助于这项研究。肝细胞也是治疗终末期肝病所必需的，如果研究人员能够大量生产干细胞衍生的肝细胞，这些肝细胞可以在成人肝脏中安全发挥作用，这将有助于满足对肝细胞输血的需求。
在这项研究中，Jaenisch 和 Ma 在两种设置中从干细胞培养肝细胞：典型的 2D 培养物，其中细胞在培养皿中生长，以及 3D 球体，其中允许在正常培养物中开始的细胞长成三维的细胞球。球体可以设计成模仿细胞自然环境的某些方面，这是二维培养所无法做到的。在每种情况下，研究人员都将细胞暴露在经过精心定时的混合信号中，以促使它们发育成肝细胞。然后，研究人员分析了来自 2D 和 3D 培养物的细胞，并将它们与原代肝细胞或身体细胞进行了比较，使用各种技术寻找与 DNA 和基因表达相关的差异。
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