背景:肝功能的修复和维持是严重肝病和肝癌患者治疗的关键,而蛋白合成功能是肝功能最重要的组成之一,其中白蛋白和凝血因子在临床中具有重要应用。目前临床白蛋白和凝血因子主要来源是血液制品分离和哺乳动物细胞重组蛋白表达,仍处于供不应求的现状。本研究目的是通过目前广泛使用的挤出式3D生物打印技术,采用明胶、海藻酸钠、HepaRG细胞悬液混合进行打印塑型,构建3D生物打印的肝脏类器官,并研究该类器官的蛋白合成功能,探索利用生物打印体进行体外蛋白合成的潜在临床应用价值。方法:本研究的具体方法是采用具有人肝细胞干性的HepaRG细胞,使用明胶、海藻酸钠作为支架制作生物墨水,通过优化打印条件、细胞培养条件进行3D生物打印和培养,建立肝脏类器官模型,并与2D培养HepaRG细胞进行比较。在肝脏类器官模型的培养中,观察各组细胞形态随时间的变化,收取培养过程中的上清和打印体组织,分别进行转录组测序分析、白蛋白和凝血因子的定量检测、凝血因子活性检测和蛋白组学分析。结果:本实验对2D诱导分化前、2D诱导分化后、3D打印体的转录组测序结果进行两两组间比较,发现基因表达的显著差异,并完成了相应差异基因的聚类分析和蛋白质互作分析。同时,我们测定了 2D培养、3D培养体、3D打印体各组上清中总蛋白定量分析、白蛋白和凝血因子含量测定,发现3D打印体均高于2D培养。此外,我们还初步实验性测定了 3D打印体的凝血因子活性,并进行各组饥饿试验,为下一步进行蛋白组学分析提供了基础。结论:本课题构建了 3D生物打印的肝脏类器官模型,并从转录组、上清蛋白定量分析和蛋白组学分析层面探究了该模型的蛋白合成功能。通过3D生物打印技术构建类器官,针对性地了解肝脏类器官白蛋白和凝血因子的合成和分泌功能,并通过转录组和蛋白组学分析广泛探索其它由肝脏类器官高表达的蛋白,可为后续进一步研究其潜在应用和临床转化打下基础。