摘要：
肝骨营养不良症是慢性肝病相关的代谢性骨骼疾病，其发病机制因传统模型难以捕捉器官间串扰而尚未明确。本研究构建双器官灌注微生理装置，整合人源肝骨组织支架实现动态共培养，通过诱导肝纤维化模拟病理环境，探究肝骨轴相互作用及药物相关反应，为该疾病机制研究提供新工具。

01研究背景

肝骨营养不良症以骨骼重塑受损、矿化减少及成骨-破骨细胞动态异常为特征，与慢性肝病密切相关。肝骨轴的机制研究具有重要科研价值，但传统体外与体内模型在还原器官间串扰方面存在固有局限，难以精准复刻生理状态下的器官相互作用，制约了对该疾病的深入解析。
02主要内容
本研究聚焦肝骨轴病理机制探究，开发整合人源肝脏和骨骼组织支架的双器官灌注微生理装置，通过单向灌注构建动态共培养体系；利用化学物质诱导肝纤维化以模拟病理状态，观察肝骨轴相互作用对骨骼稳态的影响；同时引入模型药物，验证该装置在相关机制研究中的应用潜力。
03研究设计
搭建单向灌注的双器官微生理装置，嵌入人源肝脏与骨骼组织支架，实现肝细胞球体与生骨的动态共培养，保障代谢物、细胞因子及信号因子的动态交换；采用化学诱导法构建肝纤维化病理模型，对比静态培养与动态灌注体系的病理模拟效果；引入模型药物，观察其在动态体系中对肝骨轴及骨骼稳态的作用规律。
04结果
肝纤维化病理环境会引发炎症细胞因子改变，进而干扰骨骼稳态，导致破骨细胞活化增强、成骨细胞功能及矿物质沉积降低，成功再现肝骨营养不良症的标志性特征；双器官灌注装置相比静态培养，能更精准复刻肝骨间的病理性相互作用；模型药物及其代谢产物在该装置中对骨骼稳态的影响，与生理相关结果呈现一致性。
05思路延伸
可进一步优化装置的组织相容性与动态调控性能，深入解析肝骨轴相关的细胞因子网络及信号调控机制；拓展装置在不同类型慢性肝病相关骨疾病中的应用场景，为疾病发病机制研究提供更全面的技术支撑；探索装置在多因素联合调控下的病理模拟能力，完善相关研究技术体系。
原文来源：
1. 期刊：ACS Nano
2. Pub Date：2025-12-18
3. DOI：10.1016/j.bioactmat.2025.12.011
4. 作者：Purva Gupta、Shreya Mehrotra、Romina H. Aspera-Werz、Ayushi Mairal、Ashiq Hussain Pandit、Andreas K. Nüssler、Ashok Kumar