CN106456669A - 微类器官以及制造和使用它们的方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供的是微类器官，本文中被称为功能性生理单元(FPU)，它们能够替代或增强个体中的一种或更多种生理功能，其在治疗缺乏所述生理功能或在所述生理功能方面有缺陷的个体方面是有用的。

Description

微类器官以及制造和使用它们的方法
1技术领域
本文提供的是微类器官，本文中被称为功能性生理单元(FunctionalPhysiological Units，FPU)，它们能够替代或增强个体中的一种或更多种生理功能，在治疗缺乏所述生理功能或在所述生理功能方面有缺陷的个体方面是有用的。
2背景
对于替代患病的、受损的或被手术移除的组织的生理功能存在着巨大的医学需求。本文提供的是微类器官(功能性生理单元)以及制造和使用它们的方法，其满足了这一需求。
3概述
在全文中，功能性生理单元以复数的形式提及；然而，在某些实施方式中，本文描述的它们的任何特征或组合对于单个的FPU也是适用的。
本文提供的是微类器官，它们是、或者包含一个或更多个器官的功能性生理单元。在一个方面中，本文提供的是功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中所述器官或来自器官的组织的至少一种功能是生产来自所述器官或组织的至少一种细胞类型的特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子，以及其中所述FPU是可施用的或可注射的形式。FPU可以在其寿命中的任何时点执行所述器官或来自器官的组织的至少一种功能；也就是说，一旦被生产，FPU可以在FPU的寿命期间的某些时点直接地、或在培养时、或在所述至少一种类型的细胞之一(例如，干细胞或祖细胞)的分化时执行所述一种或更多种功能。
在各种实施方式中，所述FPU在体积上小于约100微升；在体积上小于约1微升；在体积上小于约100皮升；或在体积上小于约10皮升。在其他各种实施方式中，所述FPU在最长轴方向小于约10毫米；在最长轴方向小于约1毫米；或在最长轴方向小于约100μM。在其他各种实施方式中，所述FPU包含不超过约105个细胞；不超过约104个细胞；不超过约103个细胞；或不超过约102个细胞。
在另一个实施方式中，所述FPU包含贯穿所述FPU的至少一个通道，其中所述通道有利于营养物和/或氧向所述细胞的扩散。
在本文的任何实施方式的具体实施方式中，所述FPU额外包含合成的基质。在更具体的实施方式中，所述合成的基质使得所述FPU的三维结构稳定。在某些具体的实施方式中，所述合成的基质包含聚合物或热塑性塑料。在某些具体的实施方式中，所述合成的基质是聚合物或热塑性塑料。在更具体的实施方式中，所述热塑性塑料是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。在某些其他具体实施方式中，所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。在某些其他具体的实施方式中，所述聚合物是聚丙烯酰胺。
在具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，例如，细胞外基质是端肽胎盘胶原蛋白。在更具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。在更具体的实施方式中，所述端肽胎盘胶原蛋白是碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。在某些实施方式中，所述ECM是交联的或稳定化的。在某些其他实施方式中，所述ECM与聚合物组合，所述聚合物稳定化所述FPU的三维结构。
在某些实施方式中，本文描述的任何FPU具有、或基本上具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状、梯形、棱锥或圆环形的形状。在某些其他实施方式中，本文描述的任何FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大以允许细胞进出。在某些其他实施方式中，本文描述的任何FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其中所述空隙不够大而不能允许细胞进出。
在某些具体的实施方式中，所述FPU中的所述细胞包含自然杀伤(NK)细胞，例如，CD56+CD16–胎盘中间体自然杀伤(PiNK)细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含树突状细胞。
在某些具体的实施方式中，所述FPU包含胸腺细胞。在某些其他实施方式中，所述FPU包含胸腺细胞、淋巴样细胞、上皮网状细胞和胸腺基质细胞的任何组合或全部。
在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含甲状腺滤泡细胞。在某些其他实施方式中，所述FPU包含表达甲状腺球蛋白的细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU另外包含甲状腺上皮细胞和滤泡旁细胞。
在某些具体的实施方式中，所述FPU包含干细胞和/或祖细胞，或者部分或整体使用干细胞和/或祖细胞产生。在特定的实施方式中，所述干细胞或祖细胞是胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞(PDAC)、脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含造血干细胞或造血祖细胞。在某些其他具体实施方式中，所述FPU包含组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞。在更具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–或CD90+的一种或更多种。在更具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–和CD90+的。在另一个更具体的实施方式中，当所述FPU被植入受者中时，所述胎盘干细胞抑制所述受者中的免疫应答，例如，在所述受者内局部地。
在某些其他具体实施方式中，本文描述的任何FPU包含分化的细胞。在更具体的实施方式中，所述分化的细胞包含以下的一种或更多种：
内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞、或基质细胞；
唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、von Ebner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞、II型肺细胞、克立拉细胞，
促生长激素细胞(somatotropes)、乳促素细胞(lactotropes)、促甲状腺激素细胞(thyrotropes)、促性腺激素细胞(gonadotropes)、促肾上腺皮质激素细胞(corticotropes)、中间垂体细胞、大细胞的神经分泌细胞、肠细胞、呼吸道细胞、甲状腺上皮细胞、滤泡旁细胞、甲状旁腺细胞、甲状旁腺主细胞、嗜酸细胞、肾上腺细胞、嗜铬细胞、赖氏细胞、卵泡膜内膜细胞、黄体细胞、颗粒黄体细胞、鞘黄体细胞、近血管球细胞、致密斑细胞、极周细胞、系膜细胞，
血管和淋巴管的内皮有窗细胞、血管和淋巴管的内皮连续细胞、血管和淋巴管的内皮脾细胞、滑膜细胞、浆膜细胞(内衬于腹腔、肋腔和围心腔)、扁平细胞、柱状细胞、暗细胞、前庭膜细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、血管纹基底细胞、血管纹缘细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、柯拉狄乌司氏细胞、伯特歇尔细胞、脉络丛细胞、柔脑脊膜扁平细胞、色素化的睫状体上皮细胞、无色素的睫状体上皮细胞、角膜内皮细胞、栓细胞，
呼吸道纤毛细胞、输卵管纤毛细胞、子宫内膜纤毛细胞、睾丸网纤毛细胞、输精小管纤毛细胞、有纤毛的室管膜细胞，
表皮角质形成细胞、表皮基底细胞、手指甲和脚趾甲的角质形成细胞、甲床基底细胞、髓质毛干细胞、皮层毛干细胞、表皮毛干细胞、表皮毛根鞘细胞、赫胥黎氏层的毛根鞘细胞、汉勒氏层的毛根鞘细胞、外部毛根鞘细胞、毛基质细胞，
复层扁平上皮的表面上皮细胞、上皮的基底细胞、泌尿上皮细胞，
柯替氏器的听觉内毛细胞、柯替氏器的听觉外毛细胞、嗅上皮的基底细胞、冷敏感的初级感觉神经元、热敏感的初级感觉神经元、表皮的Merkel细胞、嗅觉受体神经元、疼痛敏感的初级感觉神经元、光受体杆状细胞、光受体蓝敏视锥细胞、光受体绿敏视锥细胞、光受体红敏视锥细胞、本体感受性初级感觉神经元、触觉敏感的初级感觉神经元、I型颈动脉体细胞、II型颈动脉体细胞(血液pH感受器)、耳前庭I型毛细胞(加速度和重力)、耳前庭II型毛细胞、I型味蕾细胞，
胆碱能神经细胞、肾上腺素能神经细胞、肽能神经细胞，
柯替氏器的内柱细胞、柯替氏器的外柱细胞、柯替氏器的内指状细胞、柯替氏器的外指状细胞、柯替氏器的边缘细胞、柯替氏器的Hensen细胞、前庭支持细胞、味蕾支持细胞、嗅上皮支持细胞、Schwann细胞、卫星细胞、肠胶质细胞，
星形细胞、神经元、少突胶质细胞、纺锤神经元，
前晶状体上皮细胞、含晶状体蛋白的晶状体纤维细胞，
肝细胞、脂肪细胞、白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞、肝脏脂肪细胞，
肾脏血管球泌酸细胞、肾脏血管球足状突细胞、肾脏近端小管刷状缘细胞、亨利氏袢细段细胞、肾脏远端小管细胞、肾脏集合导管细胞、I型肺细胞、胰管细胞、无横纹的管细胞、管细胞、肠刷状缘细胞、外分泌腺条纹管细胞、胆囊上皮细胞、输精小管无纤毛细胞、附睾主细胞、附睾基底细胞，
成釉质细胞上皮细胞、半月平面上皮细胞、柯替氏器齿间上皮细胞、疏松结缔组织成纤维细胞、角膜细胞、肌腱成纤维细胞、骨髓网状组织成纤维细胞、非上皮成纤维细胞、外膜细胞、髓核细胞、成牙骨质细胞/牙骨质细胞、成牙本质细胞、牙质细胞、透明软骨软骨细胞、纤维软骨软骨细胞、弹性软骨软骨细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞、骨祖细胞、透明细胞、星形细胞(耳)、肝脏星形细胞(Ito细胞)、胰腺星细胞，
红色骨骼肌细胞、白色骨骼肌细胞、中间骨骼肌细胞、肌梭的核袋细胞、肌梭的核链细胞、卫星细胞、普通心肌细胞、结节心肌细胞、Purkinje纤维细胞、平滑肌细胞、虹膜的肌上皮细胞、外分泌腺的肌上皮细胞，
网织红细胞、巨核细胞、单核细胞、结缔组织巨噬细胞、表皮郎格罕氏细胞、树突状细胞、小胶质细胞、嗜中性细胞、嗜曙红细胞、嗜碱性细胞、肥大细胞、辅助T细胞、抑制T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤T细胞、B细胞、自然杀伤细胞，
黑色素细胞、视网膜色素化上皮细胞，
卵原细胞/卵细胞、精细胞、精母细胞、精原细胞、精子、卵泡细胞、足细胞、胸腺上皮细胞和/或间质肾脏细胞。
在某些其他具体实施方式中，所述细胞是原代培养细胞。在另一个具体实施方式中，所述细胞是已经被体外培养的细胞。在某些其他具体实施方式中，所述细胞已经被遗传工程化以产生不被所述细胞天然产生的蛋白质或多肽，或已经被遗传工程化以大于所述细胞天然产生的数量产生蛋白质或多肽。在特定的实施方式中，所述蛋白质或多肽是细胞因子或包含其活性部分的肽。在更具体的实施方式中，所述细胞因子是肾上腺髓质素(AM)、血管生成素(Ang)、骨骼形态发生蛋白(BMP)、脑衍生的神经营养因子(BDNF)、表皮生长因子(EGF)、促红细胞生成素(Epo)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胶质细胞系衍生的神经营养因子(GNDF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、生长分化因子(GDF-9)、肝细胞生长因子(HGF)、肝细胞瘤衍生的生长因子(HDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、迁移刺激因子、肌肉生长抑制素(GDF-8)、骨髓单核生长因子(MGF)、神经生长因子(NGF)、胎盘生长因子(PIGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、促血小板生成素(Tpo)、转化生长因子alpha(TGF-α)、TGF-β、肿瘤坏死因子alpha(TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)或Wnt蛋白的一种或多种。在任何上述实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述细胞因子。
在其他更具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是AM、Ang、BMP、BDNF、EGF、Epo、FGF、GNDF、G-CSF、GM-CSF、GDF-9、HGF、HDGF、IGF、迁移刺激因子、GDF-8、MGF、NGF、PlGF、PDGF、Tpo、TGF-α、TGF-β、TNF-α、VEGF或Wnt蛋白的可溶受体。在其他具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在其他的具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是白细胞介素或其活性部分。在各种更具体的实施方式中，所述白细胞介素是白细胞介素-1alpha(IL-1α)、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-12 40 kDa beta亚基、IL-12alpha和beta亚基两者、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-23p19亚基和IL-23p40亚基一起、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-27B和IL-27-p28一起、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ。在其他更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述白细胞介素。在某些更具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是IL-1α、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-12 40 kDa beta亚基、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ的可溶受体。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在另一个更具体的实施方式中，所述蛋白质是干扰素(IFN)。在具体的实施方式中，所述干扰素是IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v。在其他具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述干扰素。
在其他更具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v的可溶受体。在某些具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是胰岛素或胰岛素原。在某些具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述胰岛素。在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是胰岛素的受体。在某些更具体的实施方式中，产生胰岛素或胰岛素原的所述细胞额外地已经被遗传工程化以产生激素原转化酶1、激素原转化酶2或羧肽酶E的一种或更多种。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是瘦素(LEP)。在另一个具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述瘦素。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是促红细胞生成素。在另一个具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述促红细胞生成素。在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是促血小板生成素。在另一个具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述促血小板生成素。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是酪氨酸3-单加氧酶。在某些具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的L-DOPA。在更具体的实施方式中，表达所述酪氨酸3-单加氧酶的所述细胞已经被进一步工程化以表达芳香族L-氨基酸脱羧酶。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的多巴胺。
在某些其他具体实施方式中，所述蛋白质是激素或激素原。在各种具体的实施方式中，所述激素是缪氏管抑制因子(AMH)、脂联素(Acrp30)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、血管紧张素(AGT)、血管紧张素原(AGT)、抗利尿激素(ADH)、加压素、心房-促尿钠排泄的肽(ANP)、降钙素(CT)、胆囊收缩素(CCK)、促皮质素-释放激素(CRH)、促红细胞生成素(Epo)、促卵泡激素(FSH)、睾酮、雌激素、胃泌素(GRP)、饥饿素、胰高血糖素(GCG)、促性腺激素释放激素(GnRH)、生长激素(GH)、生长激素释放激素(GHRH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、人胎盘催乳素(HPL)抑制素、黄体生成素(LH)、黑素细胞刺激素(MSH)、食欲素、催产素(OXT)、甲状旁腺激素(PTH)、催乳素(PRL)、松弛素(RLN)、促胰液素(SCT)、生长抑素(SRIF)、促血小板生成素(Tpo)、促甲状腺激素(Tsh)和/或促甲状腺激素释放激素(TRH)。
在另一个具体的实施方式中，蛋白质是细胞色素P450侧链裂解酶(P450SCC)。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是在患有遗传失调或疾病的个体中缺失或功能失常的蛋白质。在某些具体的实施方式中，所述遗传疾病是家族性高胆固醇血症，所述蛋白质是低密度脂蛋白受体(LDLR)；所述遗传疾病是多囊肾病，所述蛋白质是多囊素-1(PKD1)、PDK-2或PKD3；或所述遗传疾病是苯丙酮酸尿症，所述蛋白质是苯丙氨酸羟化酶。
在本文公开的任何FPU的具体实施方式中，所述FPU包含免疫抑制化合物或抗炎化合物。在具体的实施方式中，所述免疫抑制化合物或抗炎化合物是非甾族抗炎药物(NSAID)、对乙酰氨基酚、萘普生、布洛芬、乙酰水杨酸、类固醇、抗T细胞受体抗体、抗IL-2受体抗体、巴利昔单抗(basiliximab)、赛尼哌(daclizumab)抗T细胞受体抗体(例如，莫罗单抗-CD3)、硫唑嘌呤、皮质类固醇、环孢霉素、他克莫司、吗替麦考酚酯、西罗莫司、钙调磷酸酶抑制物，等等。在具体的实施方式中，所述免疫抑制剂是对巨噬细胞炎症性蛋白(MIP)-1α或MIP-1β的中和抗体。
在本文公开的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU在所述FPU的受者内溶解或降解。在本文公开的任何FPU的某些其他实施方式中，所述FPU在所述FPU的受者内维持结构完整性和/或基本上维持细胞的组成。在本文公开的任何FPU的某些其他实施方式中，所述FPU在向个体施用后维持所述至少一种生理功能1天、2天、3天、4天、5天、6天或7天，或维持1周、2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周、9周、10周或更久。
在本文提出的任何FPU的某些具体的实施方式中，所述FPU执行肝脏、肾脏、胰腺、甲状腺或肺的至少一种功能。
所述FPU可以包含垂体特异性细胞，和/或执行垂体特异性功能的细胞。在某些实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体腺嗜酸细胞。在某些其他实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体腺嗜碱细胞。在某些其他实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体腺嗜酸细胞和垂体腺嗜碱细胞两者。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体促生长激素细胞。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体催乳素细胞。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体促肾上腺皮质激素细胞。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体促甲状腺激素细胞。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含垂体促性腺激素细胞。在另一个实施方式中，本文提出的任何FPU包含所述FPU，包含垂体促生长激素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质激素细胞、垂体促甲状腺激素细胞和/或垂体促性腺激素细胞。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(growth hormone，GH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促生长激素(STH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催乳素(PRL)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促肾上腺皮质激素(ACTH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黑素细胞激素(MSH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促甲状腺激素(TSH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促卵泡激素(FSH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黄体生成激素(LH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU包含产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。在具体的实施方式中，所述细胞已经被遗传工程化以产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种。
在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU包含下丘脑的神经元和/或垂体细胞。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的抗利尿激素(ADH)。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催产素。在本文提出的任何FPU的另一个实施方式中，所述FPU包含产生ADH和/或催产素的一种或两者的细胞。在具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生ADH和/或催产素的一种或两者的细胞。
在具体的实施方式中，本文提供的任何FPU包含内皮脉管形成细胞。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管，例如，血管和/或淋巴管。在更具体的实施方式中，所述多个脉管构成网状的或交汇的所述脉管的网络。
所述FPU可以包含甲状腺特异性细胞和/或执行甲状腺特异性功能的细胞。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含甲状腺上皮细胞。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含甲状腺滤泡旁细胞。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含生产甲状腺球蛋白的细胞。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含甲状腺上皮细胞、甲状腺滤泡旁细胞和生产甲状腺球蛋白的细胞的两种或更多种。在具体的实施方式中，本文提供的任何FPU包含内皮脉管形成细胞。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管，例如，血管和/或淋巴管。在本文提出的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状腺素(T4)。在本文提出的任何FPU的某些其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的三碘甲状腺原氨酸(T3)。在本文提出的任何FPU的某些其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的降钙素。在本文提出的任何FPU的某些其他实施方式中，所述FPU包含产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。在更具体的实施方式中，所述FPU包含被遗传工程化以产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。
所述FPU还可以包含甲状旁腺特异性细胞，或执行甲状旁腺特异性功能的细胞。在本文提出的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含甲状旁腺主细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含甲状旁腺嗜酸细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含甲状旁腺主细胞和甲状旁腺嗜酸细胞两者。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含内皮脉管形成细胞。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管，例如，血管和/或淋巴管。在更具体的实施方式中，所述多个脉管构成所述脉管的网状的或交汇的网络。在本文提出的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状旁腺激素(PTH)。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含产生PTH的细胞。在更具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生所述PTH的细胞。
所述FPU可以包含肾上腺特异性细胞和/或执行肾上腺特异性功能的细胞。在本文提出的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含肾上腺球状带细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含肾上腺束状细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含肾上腺网状带细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含肾上腺嗜铬细胞。在某些实施方式中，本文提供的任何FPU包含内皮脉管形成细胞。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管，例如，血管和/或淋巴管。在更具体的实施方式中，所述多个脉管构成所述脉管的网状的或交汇的网络。在本文提出的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的醛固酮。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的18羟基11脱氧皮质酮。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的氟氢可的松。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的皮质醇。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的非皮质醇糖皮质素。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可测量数量的肾上腺素。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可测量数量的肾上腺甾酮。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可测量数量的脱氢表雄甾酮。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。在本文提出的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的两种或更多种的细胞。在更具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。
本文提供的FPU可以包含肝脏特异性细胞，或执行一种或更多种肝脏特异性功能的细胞。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含肝细胞。在本文提供的任何FPU的各种实施方式中，所述FPU产生可测量数量的凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶的一种或更多种。在本文提供的任何FPU的各种其他实施方式中，所述FPU从氨基酸、乳糖、甘油或糖原产生可检测数量的葡萄糖。在其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素样生长因子(IGF-1)或促血小板生成素。在其他实施方式中，所述FPU产生胆汁。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含细胞，所述细胞产生凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S、抗凝血酶、IGF-1和/或促血小板生成素的一种或更多种。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含肝脏脉管内皮细胞。在具体的实施方式中，所述肝脏脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述肝细胞沿着和基本上平行于所述脉管布置。在更具体的实施方式中，多个所述脉管以基本上径向的方式布置，从而限定所述FPU的外部和内部，因而每个脉管具有远端和近端。在另一个更具体的实施方式中，所述FPU包含连接所述脉管的每个所述远端的至少一个脉管。
本文提供的FPU也可以包含胰腺细胞，或可以包含执行至少一种胰腺细胞特异性功能的细胞。在某些实施方式中，所述胰腺细胞是胰腺alpha细胞。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含胰腺beta细胞。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含胰腺delta细胞。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含胰腺PP细胞。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含胰腺epsilon细胞。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺PP细胞和/或胰腺epsilon细胞的两种或更多种。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰高血糖素。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰淀素。在更具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素和可检测数量胰淀素。在更具体的实施方式中，所述胰岛素和所述胰淀素的比例为约50：1到约200：1。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的生长抑素。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胃生长素(grehlin)。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰多肽。在本文提供的任何FPU的其他实施方式中，所述FPU包含产生可检测数量的胰岛素、胰高血糖素、胰淀素、生长抑素、胰多肽和/或胃生长素(grehlin)的一种或更多种的细胞。
在另一个方面，本文进一步提供的是制造功能性生理单元(FPU)的方法。在一个实施方式中，本文提供的是制造功能性生理单元(FPU)的方法，包括组合分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，使得所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，以及其中所述器官或来自器官的组织的至少一种功能是生产来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、细胞因子、白细胞介素或小分子。在具体的实施方式中，所述FPU在体积上小于约100微升；在体积上小于约1微升；在体积上小于约100皮升；或在体积上小于约10皮升。在其他具体的实施方式中，所述FPU在其最长轴方向小于约10毫米；在其最长轴方向小于约1毫米；或在其最长轴方向小于约100μM。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含不超过约105个细胞；不超过约104个细胞；不超过约103个细胞；或不超过约102个细胞。
在某些实施方式中，所述方法包括组合所述细胞和所述ECM以提供贯穿所述FPU的至少一个通道，其中所述通道有利于营养物和/或氧向所述细胞的扩散。在某些其他实施方式中，所述方法另外包括组合所述细胞和所述ECM与合成的基质。在具体的实施方式中，所述合成的基质稳定化所述FPU的三维结构。在另一个具体的实施方式中，所述合成的基质包含聚合物或热塑性塑料。在更具体的实施方式中，所述合成的基质是聚合物或热塑性塑料。在更具体的实施方式中，所述热塑性塑料是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。在其他更具体实施方式中，所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对-二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。在另一个更具体的实施方式中，所述聚合物是聚丙烯酰胺。
在所述方法的具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，例如，端肽胎盘胶原蛋白。在所述方法的更具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。在更具体的实施方式中，所述端肽胎盘胶原蛋白是碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。
在所述方法的某些实施方式中，所述FPU基本上具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状或圆环形的形状。在其他实施方式中，所述FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大以允许细胞进出。在其他实施方式中，所述FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其不够大从而不允许细胞进出。
在所述方法的某些实施方式中，所述ECM是交联的或稳定化的。在具体的实施方式中，所述ECM与聚合物组合，所述聚合物稳定化所述FPU的三维结构。在具体的实施方式中，所述组合是通过打印，例如生物打印所述细胞和所述ECM在一起来进行的。在更具体的实施方式中，所述打印使用墨喷式打印技术。
在其他实施方式中，所述FPU的至少部分表面被细胞外基质或聚合物覆盖。在更具体的实施方式中，所述FPU的基本上所有的表面被细胞外基质或聚合物覆盖。
在所述方法的一个实施方式中，所述组合是通过将细胞添加到包含所述ECM的亲水性溶液中；通过将所述溶液滴加到疏水性液体中形成球体；容许所述球体中的ECM硬化；并收集所述球体来进行的。
所述方法可以包括构建FPU，所述FPU包含来自器官的细胞或执行器官的至少一种生理功能的细胞，所述器官例如腺体。在所述方法的某些具体实施方式中，例如，所述至少一种类型的细胞包含垂体腺嗜酸细胞。在其他具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体嗜碱细胞。在其他具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体腺嗜酸细胞和嗜碱细胞两者。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体促生长激素细胞。在所述方法的另一个具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体催乳素细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体促肾上腺皮质激素细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体促甲状腺激素细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体促性腺激素细胞。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含垂体促生长激素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质激素细胞、垂体促甲状腺激素细胞和/或垂体促性腺激素细胞的两种或更多种。在任何上述方法实施方式的具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞另外包含脉管内皮细胞。在更具体的实施方式中，所述脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以形成一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，任何所述垂体促生长激素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质激素细胞、垂体促甲状腺激素细胞和/或垂体促性腺激素细胞在所述组合期间沿着所述脉管布置。在所述方法的具体实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(growth hormone，GH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促生长激素(STH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催乳素(PRL)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促肾上腺皮质激素(ACTH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黑素细胞激素(MSH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促甲状腺激素(TSH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促卵泡激素(FSH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黄体生成激素(LH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含下丘脑的神经元。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含垂体细胞。在更具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含下丘脑的神经元和垂体细胞两者。在所述方法的具体实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的抗利尿激素(ADH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催产素。在所述方法的更具体的实施方式中，所述FPU包含产生ADH和/或催产素的一种或两者的细胞。在某些具体的实施方式中，所述FPU包含已经被遗传工程化以产生ADH和/或催产素的一种或两者的细胞。在任何上述方法的某些具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞另外包含内皮脉管形成细胞。在更具体的实施方式中，所述内皮脉管形成细胞在形成所述FPU期间布置以在所述FPU中产生多个脉管。在更具体的实施方式中，所述内皮脉管形成细胞在形成所述FPU期间布置以产生所述脉管的网状的网络。
在所述方法的某些其他具体实施方式中，所述FPU执行至少一种甲状腺特异性功能或甲状旁腺特异性功能。在一个具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含甲状腺上皮细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含甲状腺的滤泡旁细胞。在另一个具体的实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含产生甲状腺球蛋白的细胞。在其他具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞包含甲状腺上皮细胞、甲状腺滤泡旁细胞和生产甲状腺球蛋白的细胞的两种或更多种。在所述方法的另一个具体实施方式中，所述至少一种类型的细胞进一步包含脉管内皮细胞。在另一个具体的实施方式中，所述脉管内皮细胞在生产所述FPU期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管，例如血管和/或淋巴管。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状腺素(T4)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的三碘甲状腺原氨酸(T3)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的降钙素。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。在所述方法的另一个具体实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含被遗传工程化以产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含甲状旁腺主细胞。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含甲状旁腺嗜酸细胞。在更具体的实施方式中，所述FPU包含甲状旁腺主细胞和甲状旁腺嗜酸细胞两者。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含脉管内皮细胞。在更具体的实施方式中，所述脉管内皮细胞在构建所述FPU期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状旁腺激素(PTH)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含产生PTH的细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含已经被遗传工程化以产生所述PTH的细胞。
在所述方法的某些其他具体实施方式中，所述FPU执行至少至少一种肾上腺特异性生理功能。在具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺球状带细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺束状细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺网状带细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺嗜铬细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含脉管内皮细胞。在另一个具体的实施方式中，所述脉管内皮细胞在构建所述FPU期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的醛固酮。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的18羟基11脱氧皮质酮。在另一个具体的实施方式中，所述FPU在体外培养中产生可测量数量的氟氢可的松。在另一个具体的实施方式中，所述FPU生产可测量数量的皮质醇。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的非皮质醇糖皮质素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的肾上腺素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的肾上腺甾酮。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的脱氢表雄甾酮。在所述方法的另一个具体实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含产生18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。在更具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含已经被遗传工程化以产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含内皮祖细胞。在另一个具体的实施方式中，所述脉管内皮细胞在构建所述FPU期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含多个脉管，例如，血管和/或淋巴管。
在所述方法的某些其他具体实施方式，所述FPU执行至少一种肝脏特异性功能。在具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含肝细胞。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶的一种或更多种。在另一个具体的实施方式中，所述FPU从氨基酸、乳糖、甘油或糖原产生可检测数量的葡萄糖。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素样生长因子(IGF-1)或促血小板生成素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生胆汁。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含细胞，所述细胞产生凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S、抗凝血酶、IGF-1和/或促血小板生成素的一种或更多种。在所述方法的另一个具体实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞另外包含肝脏脉管内皮细胞。在更具体的实施方式中，所述肝脏脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述肝细胞沿着和基本上平行于所述脉管布置。在更具体的实施方式中，多个所述脉管以基本上径向的方式布置，从而限定所述FPU的外部和内部，因而每个脉管具有远端和近端。在另一个更具体的实施方式中，所述FPU包含连接所述脉管的每个所述远端的至少一个脉管。
在所述方法的其他具体实施方式中，所述FPU执行胰腺的一种或更多种功能。在具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺alpha细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺beta细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺delta细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺PP细胞。在另一个具体的实施方式中，所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺epsilon细胞。在另一个具体的实施方式中，所述FPU包含胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺PP细胞和/或胰腺epsilon细胞的两种或更多种。在某些具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量胰高血糖素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU生产可检测数量的胰淀素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素和可检测数量的胰淀素。在更具体的实施方式中，所述FPU以约50：1到约200：1的比例产生所述胰岛素和所述胰淀素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的生长抑素。在另一个具体的实施方式中，所述FPU生产可检测数量的胃生长素(grehlin)。在另一个具体的实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰多肽。在其他具体实施方式中，所述FPU包含产生可检测数量的胰岛素、胰高血糖素、胰淀素、生长抑素、胰多肽和/或胃生长素(grehlin)的一种或更多种的细胞。
在具体的实施方式中，本文描述的FPU不是脉管化的，例如，不包含一个或更多个血管。在另一个具体的实施方式中，本文描述的FPU不包含衍生自或获自胎盘，例如人类胎盘的细胞(例如，胎盘干细胞)。在另一个具体的实施方式中，本文描述的FPU不包含衍生自或获自胎盘，例如人类胎盘的组织(例如，其细胞外基质或元件)。
在另一个方面，本文提供的是在治疗个体的方法中使用本文提供的功能性生理单元的方法，例如，在器官或组织的一种或更多种生物分子或生理功能方面有缺陷的个体。在一个实施方式中，例如，本文提供的是治疗需要人生长激素(hGH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生hGH或包含产生hGH的细胞。在某些其他实施方式中，本文提供的是治疗需要促生长激素(STH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生STH或包含产生STH的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要催乳素(PRL)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生PRL或包含产生PRL的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有代谢综合征、动脉性勃起功能障碍、早泄、少精子症、精子活力不足、精囊的功能减退或雄激素缺乏症的一种或更多种。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促肾上腺皮质激素(ACTH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生ATCH或包含产生ACTH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有Addison病。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促黑素细胞激素(MSH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生MSH或包含产生MSH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有阿尔茨海默氏病。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促甲状腺激素(TSH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生TSH或包含产生TSH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现克汀病(cretinism)。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促卵泡激素(FSH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生FSH或包含产生FSH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现不育症或精子缺乏症。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促促黄体生成激素(LH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生LH或包含产生LH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现低睾酮、低精子计数或不育症。
本文进一步提供的是治疗需要抗利尿激素(ADH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生ADH或包含产生ADH的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有下丘脑性尿崩症。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要催产素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生催产素或包含产生催产素的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要甲状腺素(T4)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生T4或包含产生T4的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现智力迟钝、矮小、虚弱、昏睡、冷不耐受或月样圆面容。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要三碘甲状腺原氨酸(T3)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生T3或包含产生T3的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有心脏病。在更具体的实施方式中，在施用所述FPU之前，所述个体具有低于3.1pmol/L的T3血清浓度。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要降钙素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生降钙素或包含产生降钙素的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有骨质疏松症或慢性自体免疫性甲状腺机能减退。
本文进一步提供的是治疗需要甲状旁腺激素(PTH)的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生PTH或包含产生PTH的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要醛固酮的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生醛固酮或包含产生醛固酮的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有自发性低醛甾酮症、血肾素过高的低醛甾酮症或血肾素过低的低醛甾酮症。在另一个具体的实施方式中，所述个体患有慢性肾功能不全。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要18羟基11脱氧皮质酮的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生18羟基11脱氧皮质酮或包含产生18羟基11脱氧皮质酮的细胞。
本文进一步提供的是治疗需要氟氢可的松的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生氟氢可的松或包含产生氟氢可的松的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要皮质醇的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生皮质醇或包含产生皮质醇的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有急性肾上腺不足、Addison病或低血糖。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要非皮质醇糖皮质素的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生所述非皮质醇糖皮质素或包含产生所述非皮质醇糖皮质素的细胞。
本文进一步提供的是治疗需要肾上腺素的个体的方法，所述方法包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生肾上腺素或包含产生肾上腺素的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要肾上腺甾酮的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生肾上腺甾酮或包含产生肾上腺甾酮的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要脱氢表雄甾酮的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生脱氢表雄甾酮或包含产生脱氢表雄甾酮的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要化合物的个体的方法，包括施用多量的，例如，产生所述化合物的治疗有效量的FPU，其中所述化合物是凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要IGF-1的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生IGF-1或包含产生IGF-1的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促血小板生成素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生促血小板生成素或包含产生促血小板生成素的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰高血糖素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生胰高血糖素或包含产生胰高血糖素的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰岛素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生胰岛素或包含产生胰岛素的细胞。在具体的实施方式中，所述个体患有糖尿病。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰淀素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生胰淀素或包含产生胰淀素的细胞。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胃生长素的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生胃生长素或包含产生胃生长素的细胞。
本文进一步提供的是治疗需要胰多肽的个体的方法，包括向所述个体施用多量的，例如，治疗有效量的FPU，所述FPU产生胰多肽或包含产生胰多肽的细胞。
4发明的详细说明
4.1功能性生理单元：结构
在某些方面，本文提供的FPU包含连续形式分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能。在这方面，所述ECM是不由所述至少一种类型的细胞产生的ECM。其生理功能可以通过所述FPU来替代或加强的每种器官具有特定的细胞结构，例如，构成所述器官的细胞的排布。在某些实施方式中，例如，对于所述器官中存在的两种或更多种、或全部的细胞类型，本文提供的FPU完全或部分地重演这样的器官的结构。在某些其他的实施方式中，本文提供的FPU不包含其功能要被FPU替代的器官中天然存在的细胞类型；然而，FPU包含执行要被替代的生理功能的一种或更多种细胞类型。在具体的实施方式中，器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是生产来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子。
在某些实施方式中，本文提供的FPU被构建为可植入的或可施用的，例如，通过植入、注射、静脉内输注等。在某些实施方式中FPU用一种或更多种生理学可接受的组合物包被，例如，多糖、水凝胶、合成聚合物等。一般地，FPU可以具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状或圆环形的结构，或可以具有不可确定的(例如，几何的)形状。FPU可以包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大以允许细胞进出。FPU可以包含与所述FPU的表面连通的空隙，其不足够大而不允许细胞进出。
在某些实施方式中，所述FPU在体积上小于约1000微升、在体积上小于约100微升、在体积上小于约1微升、在体积上小于约100皮升、或在体积上小于约10皮升。在其他各种实施方式中，所述FPU在例如最长轴方向小于约10毫米宽；在例如最长轴方向小于约1毫米宽；或在例如最长轴方向小于约100微米款。在其他具体的实施方式中，所述FPU包含不超过约107个细胞；不超过约106个细胞；不超过约105个细胞；不超过约104个细胞；不超过约103个细胞；或不超过约102个细胞。
在某些实施方式中，本文提供的功能性生理单元是自足的(self-contained)，功能不取决于任何外来的基底或支持。
在某些实施方式中，本文提供的FPU被构建以便于通过医学上可接受的方法或施用途径向个体施用。例如，FPU可以被构建为便于通过静脉内、动脉内、鞘内、或脊柱内注射或输注来施用的大小。在其他实施方式中，FPU可以被构建为便于外科植入到个体的组织或骨中的大小。
在某些实施方式中，FPU用天然的或人工的聚合物包被，例如，水凝胶、胶原蛋白胶质、血纤蛋白胶质、聚乙烯和/或聚丙烯。优选地，包被是微细网筛的形式，其至少容许营养物、氧等向FPU内的至少某些或全部细胞扩散(无论FPU是否包含一个或更多个脉管)。
在某些实施方式中，所述细胞/组合物被配制以提供封装的形式，例如，在如美国专利No.6,783,964中所描述的。例如，细胞可以封装在直径50或100微米到1或2mm的微囊中，其包括内部的含有细胞的多糖胶核心，围绕着半透膜；一种包括藻酸盐以及聚赖氨酸、聚鸟氨酸及其组合的微囊。其他适合的封装材料包括，但不限于，美国专利No.5,702,444中描述的那些。
在某些实施方式中，FPU作为细胞的多层来产生，例如，单个细胞厚度的，由天然或人工的聚合物分隔，例如，本文指定的任何天然或人工的聚合物。在某些实施方式中，在所述单个细胞厚度的细胞层中的细胞被排布，以形成所述细胞之间的通道，例如，其容许液体的通过。这样的液体可以含有，例如，氧和/或营养物，并且可以足够大以通过红血球而不阻塞。这样的通道可以由聚合物本身来构建，或可以由脉管内皮细胞限定。在FPU包含超过一个这种单细胞厚度层的实施方式中，这样的FPU可以包含2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个这样的层。实际上，在这样的实施方式中，单个FPU构成可以用例如微探针、镊子等操纵的“芯片”。这样的芯片的外部可以包被在塑料或其他保护材料中。
在某些实施方式中，FPU被构建以外部地使用；也就是说，在某些实施方式中，FPU通过某些物理连接(例如，管道)连接到个体，而不是直接植入个体中。如上所述的“芯片”还可以被构建以外部地使用，以及连接到个体。在其他实施方式中，FPU被容纳在生物反应器中，FPU的产物通过物理手段传递给个体，例如，将生物反应器连接到个体的管道。
4.1.1细胞外基质
在某些实施方式中，本文提供的FPU包含细胞外基质。所述细胞外基质(ECM)可以接触，例如围绕所述FPU中的一些或全部细胞。在某些实施方式中，所述ECM是植物ECM(例如，大豆ECM)、哺乳动物ECM、鱼类ECM或软体动物ECM。在具体的实施方式中，所述ECM是或包含胎盘端肽胶原蛋白。在另一个具体的实施方式中，所述ECM是或包含胎盘缺端肽(atelopeptide)胶原蛋白。在更具体的实施方式中，所述ECM是Bhatia,US 20080181935中描述的胎盘端肽胶原蛋白，其公开内容通过引用全部合并在此。在更具体的实施方式中，所述细胞外基质是人胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含小于5％的纤连蛋白；按重量计算小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％与92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算小于约40％的弹性蛋白；和按重量计算2％到50％的III型胶原蛋白或2％到50％的IV型胶原蛋白。在更具体的实施方式中，所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，其中所述ECM包含小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算小于约12％的弹性蛋白；以及按重量计算4％到6％的III型胶原蛋白或2％到15％的IV型胶原蛋白。。
在某些具体的实施方式中，所述ECM，例如所述端肽胶原蛋白，在生产所述FPU之前用例如细胞附着肽、细胞附着肽、细胞因子或氨基多糖来衍生化。其中用细胞因子衍生化时，细胞因子可以是，例如，血管内皮生长因子(VEGF)、或骨骼形态发生蛋白(BMP)。在某些具体的实施方式中，所述细胞附着肽是包含一个或更多个RGD基序、一个或更多个RFYVVMWK基序、一个或更多个IRVVM基序和/或一个或更多个RADS基序的肽，其中所述基序中的字母是氨基酸的单字母代码。在某些其他实施方式中，ECM可以用抑制细胞附着的肽来衍生化，例如，具有一个或更多个RFYVVM基序的肽。
胎盘的ECM，例如，包含胎盘端肽胶原蛋白的，在本文提供的FPU的制备中是有用的，可以如下制备。生产这样的ECM而不经化学修饰或与蛋白酶接触。首先，通过标准方法获得胎盘组织(整个胎盘或其部分)，例如，在破腹产或正常出生后可行时立即采集，例如无菌地采集。胎盘组织可以来自胎盘的任何部分，包括羊膜，无论是可溶的、不溶的还是这两者，绒毛膜，脐带，或来自整个胎盘。在某些实施方式中，从没有脐带的整个人类胎盘制备胶原蛋白组合物。胎盘可以保存在室温下，或在约2℃到8℃的温度下直到进一步的处理。优选地将胎盘放血，即，完全排出出生后残余的胎盘血和脐带血。在某些实施方式中，在出生之前筛选怀孕母亲的例如HIV、HBV、HCV、HTLV、梅毒、CMV和已知污染胎盘组织的其他病毒病原体。
胎盘组织可以在生产端肽ECM之前脱除细胞。胎盘的组织可以根据本领域技术人员已知的任何技术来脱细胞，例如在美国专利申请公开No.20040048796和20030187515中详细描述的那些，它们的内容通过完全引用合并在本文中。
在制备ECM的第一个步骤中，胎盘组织进行渗透冲击。根据本领域技术人员的判断，渗透冲击可以附加于任何澄清步骤，或它可以是单独的澄清步骤。渗透冲击可以在本领域技术人员已知的任何渗透冲击条件下进行。这样的条件包括在高渗透势、或低渗透势、或高低渗透势交替的溶液中孵育组织。高渗透势溶液可以是本领域技术人员已知的任何高渗透势溶液，例如，包含NaCl((例如，0.2-1.0M)、KCl((例如，0.2-1.0或2.0M)、硫酸铵、单糖、二糖(例如，20％蔗糖)、亲水性聚合物(例如，聚乙二醇)、甘油等的溶液。在某些实施方式中，高渗透势溶液是氯化钠溶液，例如，至少0.25M、0.5M、0.75M、11.0M、1.25M、1.5M、1.75M、2M或2.5M NaCl。在某些实施方式中，氯化钠溶液是约0.25-5M、约0.5-4M、约0.75-3M或约1.0-2.0M NaCl。低渗透势溶液可以是本领域技术人员已知的任何低渗透势溶液，例如，水，例如根据本领域技术人员已知的任何方法去离子的水。在某些实施方式中，渗透冲击溶液包含具有低于20mM NaCl的渗透冲击能力的水。
在某些实施方式中，渗透冲击是在氯化钠溶液中，随后是水溶液。在某些实施方式中，一次或两次NaCl溶液处理随后是水洗涤。
产自渗透冲击的胶原蛋白组合物然后用洗涤剂孵育。洗涤剂可以是本领域技术人员已知的能够破坏细胞膜或亚细胞膜的任何洗涤剂，例如，离子型洗涤剂、非离子型洗涤剂、脱氧胆酸盐、十二烷基磺酸钠、Triton X100、等。洗涤剂处理可以在约0℃到约30℃、约5℃到约25℃、约5℃到约20℃、约5℃到约15℃、约0℃、约5℃、约10℃、约15℃、约20℃、约25℃或约30℃下进行。洗涤剂处理可以进行例如约1-24小时、约2-20小时、约5-15小时、约8-12小时或约2-5小时。
产自洗涤剂处理的胶原蛋白组合物然后在碱性条件下孵育。用于碱性处理的特定的碱包括浓度例如0.2-1.0M的生物相容的碱、挥发性碱、或任何有机碱或无机碱。在某些实施方式中，碱选自由NH4OH、KOH和NaOH构成的组，例如，0.1M NaOH、0.25M NaOH、0.5M NaOH或1M NaOH。碱处理可以在例如0℃到30℃、5℃到25℃、5℃到20℃、5℃到15℃、约0℃、约5℃、约10℃、约15℃、约20℃、约25℃或约30℃下进行例如约1-24小时、约2-20小时、约5-15小时、约8-12小时或约2-5小时。
ECM可以不用碱处理来产生；与包括碱处理来生产的胶原蛋白组合物相比，省略碱处理步骤一般产生包含相对更高数量的弹性蛋白、纤连蛋白和/或层粘连蛋白的胶原蛋白组合物。
一般地，上文描述的对人胎盘组织的加工产生胎盘ECM，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。在更具体的实施方式中，所述加工产生碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。在本文描述的任何FPU的具体实施方式中，FPU包含如上所述的碱处理的、洗涤剂处理的端肽胶原蛋白。
4.1.2合成的基质
除了ECM之外，本文提供的FPU可以包含一种或更多种合成的基质，例如，来提供相对于单独的ECM+细胞改进的结构完整性，以便于FPU的制造，或为了任何其他相容的目的。在具体的实施方式中，所述合成的基质稳定化所述FPU的三维结构。在具体的实施方式中，所述合成的基质是或包含聚合物或热塑性塑料。各种聚合物或热塑性塑料，优选地生物相容的，可以用于构建所述FPU。例如，在各种实施方式中，所述热塑性塑料一种或更多种是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。在某些其他具体实施方式中，所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对-二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。在某些其他具体的实施方式中，所述聚合物是聚丙烯酰胺。
4.2细胞
取决于FPU被设计来加强或替代的生理功能，本文提供的FPU可以包含一种或更多种相关的细胞类型。
在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，例如，一种或更多种类型的细胞包含免疫系统的细胞，例如，T细胞、B细胞、树突状细胞和/或自然杀伤(NK)细胞。在具体的实施方式中，所述NK细胞包含，或者是，CD56+CD16–胎盘中间体杀伤(PiNK)细胞，例如，US 2009/0252710中描述的胎盘NK细胞，其公开内容通过完全引用合并在本文中。
在本文提供的任何FPU的某些其他实施方式中，一种或更多种类型的细胞是或者包含分离的干细胞或祖细胞。在具体的实施方式中，所述分离的干细胞或祖细胞是分离的胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)(例如，U.S.2010/0124569中描述的)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)(例如，US 20100047214中描述的)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。在其他具体实施方式中，被包含在FPU内的一种或更多种类型的细胞是或包含分离的造血干细胞或造血祖细胞。在其他具体实施方式中，被包含在FPU内的一种或更多种类型的细胞是组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞，例如，US 7,468,276和US 8,057,788中描述的胎盘干细胞，它们的公开内容通过完全引用合并在本文中。在具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–或CD90+的一种或更多种.在更具体的实施方式中，所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–和CD90+的。
这样的胎盘干细胞是免疫调节性的。参见，例如，US 7,682,803和US 2008/0226595，它们的公开内容通过完全引用合并在本文中。因而，在另一个具体的实施方式中，当所述FPU被植入受者中时，所述胎盘干细胞或包含所述胎盘干细胞的FPU抑制所述受者中的免疫应答。在另一个具体的实施方式中，上文描述的任何所述分离的干细胞，或包含所述分离的干细胞的所述FPU，其中所述分离的干细胞是免疫调节性的，当所述FPU被植入所述受者中时抑制免疫应答。在具体的实施方式中，所述FPU，或包含在其中的免疫调节干细胞在所述受者内局部地抑制免疫应答，例如，在施用或植入的位置处或附近。在另一个具体的实施方式中，所述FPU，或包含在其中的免疫调节性干细胞在所述受者内全局地抑制免疫应答。
在各种其他具体实施方式中，所述FPU包含一种或更多种细胞类型，其中所述一种或更多种细胞类型是或包含分化的细胞，例如，一种或更多种内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞或基质细胞。在各种更具体的实施方式中，所述分化的细胞是或包含唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、von Ebner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞、II型肺细胞、克立拉细胞、生长激素细胞(somatotropes)、乳促素细胞(lactotropes)、促甲状腺素细胞(thyrotropes)、促性腺细胞(gonadotropes)、促肾上腺皮质素细胞(corticotropes)、中间垂体细胞、大细胞的神经分泌细胞、肠细胞、呼吸道细胞、甲状腺上皮细胞、滤泡旁细胞、甲状旁腺细胞、甲状旁腺主细胞、嗜酸细胞、肾上腺细胞、嗜铬细胞、赖氏细胞、卵泡膜内膜细胞、黄体细胞、颗粒黄体细胞、鞘黄体细胞、近血管球细胞、致密斑细胞、极周细胞、系膜细胞、血管和淋巴管的血管内皮有窗细胞、血管和淋巴管的血管内皮连续细胞、血管和淋巴管的血管内皮脾细胞、滑膜细胞、浆膜细胞(内衬于腹腔、肋腔和围心腔)、扁平细胞、柱状细胞、暗细胞、前庭膜细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、血管纹基底细胞、血管纹缘细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、柯拉狄乌司氏细胞、伯特歇尔细胞、脉络丛细胞、柔脑脊膜扁平细胞、色素化的睫状体上皮细胞、无色素的睫状体上皮细胞、角膜内皮细胞、栓细胞、呼吸道纤毛细胞、输卵管纤毛细胞、子宫内膜纤毛细胞、睾丸网纤毛细胞、输精小管纤毛细胞、有纤毛的室管膜细胞、表皮角质形成细胞、表皮基底细胞、手指甲和脚趾甲的角质形成细胞、甲床基底细胞、髓质毛干细胞、皮层毛干细胞、表皮毛干细胞、表皮毛根鞘细胞、赫胥黎氏层的毛根鞘细胞、汉勒氏层的毛根鞘细胞、外部毛根鞘细胞、毛基质细胞、复层扁平上皮的表面上皮细胞、上皮的基底细胞、尿道上皮细胞、柯替氏器的听觉内毛细胞、柯替氏器的听觉外毛细胞、嗅上皮的基底细胞、冷敏感的初级感觉神经元、热敏感的初级感觉神经元、表皮的Merkel细胞、嗅觉受体神经元、疼痛敏感的初级感觉神经元、光受体杆状细胞、光受体蓝敏视锥细胞、光受体绿敏视锥细胞、光受体红敏视锥细胞、本体感受性初级感觉神经元、触觉敏感的初级感觉神经元、I型颈动脉体细胞、II型颈动脉体细胞(血液pH感受器)、耳前庭I型毛细胞(加速度和重力)、耳前庭II型毛细胞、I型味蕾细胞、胆碱能神经细胞、肾上腺素能神经细胞、肽能神经细胞、柯替氏器的内柱细胞、柯替氏器的外柱细胞、柯替氏器的内指状细胞、柯替氏器的外指状细胞、柯替氏器的边缘细胞、柯替氏器的Hensen细胞、前庭支持细胞、味蕾支持细胞、嗅上皮支持细胞、Schwann细胞、卫星细胞、肠胶质细胞、星形细胞、神经元、少突胶质细胞、纺锤神经元、前晶状体上皮细胞、含晶状体蛋白的晶状体纤维细胞、肝细胞、脂肪细胞、白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞、肝脏脂肪细胞、肾脏血管球泌酸细胞、肾脏血管球足状突细胞、肾脏近端小管刷状缘细胞、亨利氏袢细段细胞、肾脏远端小管细胞、肾脏集合导管细胞、I型肺细胞、胰管细胞、无横纹的管细胞、管细胞、肠刷状缘细胞、外分泌腺条纹管细胞、胆囊上皮细胞、输精小管无纤毛细胞、附睾主细胞、附睾基底细胞、成釉质细胞上皮细胞、半月平面上皮细胞、柯替氏器齿间上皮细胞、疏松结缔组织成纤维细胞、角膜细胞、肌腱成纤维细胞、骨髓网状组织成纤维细胞、非上皮成纤维细胞、外膜细胞、髓核细胞、成牙骨质细胞/牙骨质细胞、成牙本质细胞、牙质细胞、透明软骨软骨细胞、纤维软骨软骨细胞、弹性软骨软骨细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞、骨祖细胞、透明细胞、星形细胞(耳)、肝脏星形细胞(Ito细胞)、胰腺星细胞、红色骨骼肌细胞、白色骨骼肌细胞、中间骨骼肌细胞、肌梭的核袋细胞、肌梭的核链细胞、卫星细胞、普通心肌细胞、结节心肌细胞、Purkinje纤维细胞、平滑肌细胞、虹膜的肌上皮细胞、外分泌腺的肌上皮细胞、网织红细胞、巨核细胞、单核细胞、结缔组织巨噬细胞、表皮郎格罕氏细胞、树突状细胞、小胶质细胞、嗜中性细胞、嗜曙红细胞、嗜碱性细胞、肥大细胞、辅助T细胞、抑制T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤T细胞、B细胞、自然杀伤细胞、黑色素细胞、视网膜色素化上皮细胞、卵原细胞/卵细胞、精细胞、精母细胞、精原细胞、精子、卵泡细胞、足细胞、胸腺上皮细胞和/或间质肾脏细胞。
在包含本文所列任何细胞类型的任何FPU的具体实施方式中，至少一种类型的细胞是原代培养细胞、直接获自组织或器官而没有培养的细胞、体外培养的细胞、或细胞系的细胞，例如，部分地、条件性地或完全地永生化的细胞。
4.3由FPU复制的生理功能
本文提供的FPU的基本功能是，FPU通过包含在它们内部的细胞执行生理功能。更具体地，FPU和/或包含在它们之内的细胞复制或加强所述FPU的受者个体的器官或组织的一种或更多种生理功能。在某些实施方式中，如上述，FPU包含分离的原代的或培养的细胞，它们执行一种或更多种生理功能。在其他实施方式中，FPU包含已经被遗传工程化的细胞来执行生理功能。在具体的实施方式中，所述遗传工程化的细胞产生不被相应的非工程化细胞天然产生的蛋白质或多肽，或已经被遗传工程化以大于相应的非工程化细胞天然产生的数量产生蛋白质或多肽，其中所述细胞的组合物包含分化的细胞。
在生理功能是产生蛋白质或多肽的实施方式中，在具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是细胞因子或包含其活性部分的肽。在更具体的实施方式中，所述细胞因子是肾上腺髓质素(AM)、血管生成素(Ang)、骨骼形态发生蛋白(BMP)、脑衍生的神经营养因子(BDNF)、表皮生长因子(EGF)、促红细胞生成素(Epo)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胶质细胞系衍生的神经营养因子(GNDF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、生长分化因子(GDF-9)、肝细胞生长因子(HGF)、肝细胞瘤衍生的生长因子(HDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、迁移刺激因子、肌肉生长抑制素(GDF-8)、骨髓单核生长因子(MGF)、神经生长因子(NGF)、胎盘生长因子(PIGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、促血小板生成素(Tpo)、转化生长因子alpha(TGF-α)、TGF-β、肿瘤坏死因子alpha(TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)或Wnt蛋白。在所述FPU的更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述细胞因子。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是AM、Ang、BMP、BDNF、EGF、Epo、FGF、GNDF、G-CSF、GM-CSF、GDF-9、HGF、HDGF、IGF、迁移刺激因子、GDF-8、MGF、NGF、PlGF、PDGF、Tpo、TGF-α、TGF-β、TNF-α、VEGF或Wnt蛋白的可溶受体。在所述FPU的更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在其他具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是白细胞介素，例如，白细胞介素-1alpha(IL-1α)、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-12 40 kDa beta亚基、IL-12alpha和beta亚基两者、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-23p19亚基和IL-23p40亚基一起、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-27B和IL-27-p28一起、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ。在所述FPU的更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述白细胞介素。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是IL-1α、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-12 40 kDa beta亚基、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ的可溶受体。在所述FPU的更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是干扰素(IFN)，例如，IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述干扰素。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v的可溶受体。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质或多肽是胰岛素或胰岛素原。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述胰岛素。在其他具体实施方式中，所述蛋白质是胰岛素的受体。在更具体的实施方式中，所述细胞额外地已经被遗传工程化以产生激素原转化酶1、激素原转化酶2或羧肽酶E的一种或更多种。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是瘦素(LEP)。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述瘦素。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质是促红细胞生成素(Epo)。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述Epo。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质是促血小板生成素(Tpo)。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述Tpo。
FPU可以被构建为产生多巴胺，或多巴胺的前体。在本文提供的任何FPU的具体实施方式中，例如，所述蛋白质是酪氨酸3-单加氧酶。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的L-DOPA。在更具体的实施方式中，所述细胞进一步被工程化以表达芳香族L-氨基酸脱羧酶。在更具体的实施方式中，足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的多巴胺。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是激素或激素原。在更具体的实施方式中，所述激素是缪氏管抑制因子(AMH)、脂联素(Acrp30)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、血管紧张素(AGT)、血管紧张素原(AGT)、抗利尿激素(ADH)、加压素、心房-促尿钠排泄的肽(ANP)、降钙素(CT)、胆囊收缩素(CCK)、促皮质素-释放激素(CRH)、促红细胞生成素(Epo)、促卵泡激素(FSH)、睾酮、雌激素、胃泌素(GRP)、饥饿素、胰高血糖素(GCG)、促性腺激素释放激素(GnRH)、生长激素(GH)、生长激素释放激素(GHRH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、人胎盘催乳素(HPL)抑制素、黄体生成激素(LH)、黑素细胞刺激激素(MSH)、食欲素、催产素(OXT)、甲状旁腺激素(PTH)、催乳素(PRL)、松弛素(RLN)、促胰液素(SCT)、生长抑素(SRIF)、促血小板生成素(Tpo)、促甲状腺激素(Tsh)和/或促甲状腺激素释放激素(TRH)。
在另一个具体的实施方式中，所述蛋白质或多肽是细胞色素P450侧链裂解酶(P450SCC)。
在其他具体实施方式中，所述蛋白质是在患有遗传失调或疾病的个体中缺失或功能失常的蛋白质。在具体的实施方式中，所述遗传疾病是家族性高胆固醇血症，所述蛋白质是低密度脂蛋白受体(LDLR)；所述遗传疾病是多囊肾病，所述蛋白质是多囊素-1(PKD1)、PDK-2或PKD3；或所述遗传疾病是苯丙酮酸尿症，所述蛋白质是苯丙氨酸羟化酶。
如本文其它地方描述的，在FPU包含免疫调节细胞的实施方式中，FPU可以进一步包含一种或更多种免疫调节化合物，例如，化合物是非甾族抗炎药物(NSAID)、对乙酰氨基酚、萘普生、布洛芬、乙酰水杨酸、类固醇、抗T细胞受体抗体、抗IL-2受体抗体、巴利昔单抗(basiliximab)、赛尼哌(daclizumab))、抗T细胞受体抗体(例如，莫罗单抗-CD3)、硫唑嘌呤、皮质类固醇、环孢霉素、他克莫司、吗替麦考酚酯、西罗莫司、钙调磷酸酶抑制物，等等。在具体的实施方式中，免疫抑制试剂是对巨噬细胞炎症性蛋白(MIP)-1α或MIP-1β的中和抗体。
4.4FPU的具体实施例在下文的4.4.1到4.4.6小节的每一个中提供了腺体特异性FPU的具体实施方式。
4.4.1垂体腺
垂体腺包含大量细胞(a body of cells)，垂体前叶中的嗜酸细胞和嗜色细胞，以及垂体后叶中的神经分泌细胞，围绕着血管的交汇网络。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行垂体腺的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是垂体FPU。在具体的实施方式中，垂体腺的所述至少一种生理功能是生产可检测数量的一种或更多种垂体特异性激素，或所述垂体FPU产生可检测数量的一种或更多种垂体特异性激素，例如，人生长激素(hGH)、催乳素(PRL)、促肾上腺皮质激素(ACTH)(也称为促皮质素)、促黑素细胞激素(MSH)、促甲状腺激素(TSH)(也称为促甲状腺素)、促卵泡激素(FSH)、促黄体生成激素(LH)、抗利尿激素(ADH)和/或催产素的一种或更多种。在某些实施方式中，所述FPU包含(例如，另外包含)已经被遗传工程化以产生可检测数量的一种或更多种垂体特异性激素的细胞，例如，人生长激素(hGH)、催乳素(PRL)、促肾上腺皮质激素(ACTH)(也称为促皮质素)、促黑素细胞激素(MSH)、促甲状腺激素(TSH)(也称为促甲状腺素)、促卵泡激素(FSH)、促黄体生成激素(LH)、抗利尿激素(ADH)和/或催产素的一种或更多种。
所述FPU的所述一种或更多种垂体特异性激素的生产可以通过例如商业上可获得的试剂盒和分析来分析。例如，hGH生产可以使用Human GH ELISA试剂盒(AbFrontier Co.,Ltd.；Seoul,KR)来体外分析；ACTH生产可以使用ACTH(1-39)EIA试剂盒(Bachem,Torrance,CA)来体外分析；MSH生产可以通过Human/Mouse/Rat MSH EIA试剂盒(Raybiotech,Inc.；Norcross GA)来体外分析；TSH生产可以使用Human TSH ELISA试剂盒(Calbiotech,Inc.,Spring Valley,CA)来体外分析；FSH生产可以使用Human FSH ELISA Kit(Anogen,Mississauga,Ontario,Canada)来体外分析；LH生产可以使用促黄体生成激素的ELISA试剂盒(Uscn Life Science,Wuhan,China)来体外分析；ADH生产可以使用抗利尿激素(ADH)的CLIA试剂盒(Uscn Life Science,Wuhan,China)来体外评估；所述FPU的催乳素生产可以使用催乳素ELISA(Immuno-Biological Laboratories America)来体外评估；催产素生产可以使用催产素OT ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)来体外评估。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素生产。
在具体的实施方式中，所述垂体FPU包含垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞、垂体促性腺素细胞和/或垂体神经分泌细胞的一种或更多种。在某些其他具体实施方式中，垂体FPU可以包含(例如，还可以包含)已经被遗传工程化以产生一种或更多种垂体特异性激素的细胞。在某些具体的实施方式中，FPU进一步包含脉管内皮细胞，其中所述脉管内皮细胞被排布在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述一个或更多个脉管能够容纳血液或淋巴。在其他更具体的实施方式中，构建所述FPU使得所述垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞、垂体促性腺素细胞和/或垂体神经分泌细胞的一种或更多种位于一个或更多个所述脉管附近。在某些具体的实施方式中，构建所述至少一个脉管以容许血液进入所述FPU，血液流出所述FPU，例如，通过单个入口脉管进入和/或通过单个出口脉管流出。在某些具体的实施方式中，构建所述脉管以形成脉管的交汇网络，其中两个或更多个所述脉管从所述入口脉管分岔，并在所述出口脉管之前的一点重新接合。
在某些其他实施方式中，垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞、垂体促性腺素细胞和/或垂体神经分泌细胞的所述一种或更多种位于所述FPU的外表面之处或附近，从而细胞可以从FPU的外部通过扩散接收营养物，所述一种或更多种垂体特异性激素可以从所述FPU扩散到周围环境，例如，扩散到培养基中或植入了所述FPU的个体中。
4.4.2甲状腺
甲状腺包含分泌胶体的甲状腺滤泡细胞；产生T3和T4的甲状腺上皮细胞；以及产生降钙素的甲状腺滤泡旁细胞。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行甲状腺的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是甲状腺FPU。在具体的实施方式中，甲状腺的的所述至少一种生理功能是，或所述甲状腺FPU产生可检测数量的一种或更多种甲状腺特异性激素，例如，三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)和/或降钙素的一种或更多种。所述FPU的所述一种或更多种甲状腺特异性激素的生产可以通过例如商业上可获得的试剂盒和分析来分析。例如，T3生产可以使用Total T3 ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)来体外分析；T4生产可以使用Total T4ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)来体外分析，降钙素生产可以使用降钙素ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)来体外分析。在某些实施方式中，所述FPU包含(例如，另外包含)已经被遗传工程化以产生可检测数量的一种或更多种甲状腺特异性激素的细胞，例如，T3、T4和/或降钙素的一种或更多种。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素生产。
在具体的实施方式中，所述甲状腺FPU包含甲状腺滤泡细胞、甲状腺上皮细胞和/或甲状腺滤泡旁细胞的一种或更多种。在另一个具体的实施方式中，所述甲状腺FPU包含甲状腺滤泡细胞，其布置为围绕着缺少细胞的中央部分的环形或球形从而形成人工的滤泡。在更具体的实施方式中，所述FPU包含多个人工的卵泡。在更具体的实施方式中，所述FPU包含部分地或完全地围绕所述人工卵泡的甲状腺上皮细胞的层。在更具体的实施方式中，除了所述人工卵泡和所述甲状腺上皮细胞之外，所述FPU包含甲状腺滤泡旁细胞。
在某些具体的实施方式中，甲状腺FPU进一步包含脉管内皮细胞，其中所述脉管内皮细胞被排布在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述一个或更多个脉管能够容纳血液或淋巴。在其他更具体的实施方式中，构建所述FPU使得至少一些或全部的所述人工滤泡位于一个或更多个所述脉管附近。在某些具体的实施方式中，构建所述至少一个脉管以容许血液进入所述FPU，血液流出所述FPU，例如，通过单个入口脉管进入和/或通过单个出口脉管流出。在某些具体的实施方式中，构建所述脉管以形成脉管的交汇网络，其中两个或更多个所述脉管从所述入口脉管分岔，并在所述出口脉管之前的一点重新接合。
在某些其他实施方式中，构建所述甲状腺FPU使得所述人工滤泡、甲状腺上皮细胞和/或甲状腺滤泡旁细胞的一种或更多种位于所述FPU的表面之处或附近，从而细胞可以从FPU的外部通过扩散接收营养物，以及所述一种或更多种甲状腺特异性激素可以从所述FPU扩散到周围环境，例如，扩散到培养基中或植入了所述FPU的个体中。
4.4.3甲状旁腺
甲状旁腺主要包含两种类型的细胞：负责甲状旁腺激素生产的甲状旁腺主细胞，以及甲状旁腺嗜酸细胞。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行甲状旁腺的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是甲状旁腺FPU。在具体的实施方式中，甲状旁腺的所述至少一种生理功能是生产可检测数量的甲状旁腺激素(PTH)，或所述甲状旁腺FPU产生可检测数量的甲状旁腺激素(PTH)。PTH的生产可以体外评估，例如，通过使用Intact-PTH ELISA试剂盒(Immuno-Biological Laboratories,Minneapolis,MN)测试培养了所述FPU的培养基中PTH的存在。在某些实施方式中，甲状旁腺FPU包含甲状旁腺主细胞。在更具体的实施方式中，甲状旁腺FPU包含甲状旁腺主细胞和甲状旁腺嗜酸细胞两者。在某些实施方式中，所述FPU包含(例如，另外包含)已经被遗传工程化以产生可检测数量的PTH的细胞。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素或蛋白质的生产。
在某些具体的实施方式中，甲状旁腺FPU进一步包含脉管内皮细胞，其中所述脉管内皮细胞被排布在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述至少一个脉管能够容纳血液或淋巴。在其他更具体的实施方式中，构建所述FPU使得所述甲状旁腺主细胞和/或所述甲状旁腺嗜酸细胞位于一个或更多个所述脉管附近。在某些具体的实施方式中，构建所述至少一个脉管以容许血液进入所述FPU，血液流出所述FPU，例如，通过单个入口脉管进入和/或通过单个出口脉管流出。在某些具体的实施方式中，构建所述脉管以形成脉管的交汇网络，其中两个或更多个所述脉管从所述入口脉管分岔，并在所述出口脉管之前的一点重新接合。
在某些其他实施方式中，甲状旁腺主细胞和/或所述甲状旁腺嗜酸细胞位于所述FPU的外表面之处或附近，从而细胞可以从FPU的外部通过扩散接收营养物，以及所述一种或更多种垂体特异性激素可以从所述FPU扩散到周围环境中，例如，扩散到培养基中或植入了所述FPU的个体中。
4.4.4肾上腺
肾上腺包含主要负责生产肾上腺素的肾上腺嗜铬细胞；产生盐皮质激素(主要是醛固酮)的肾上腺球状带细胞；产生糖皮质素(例如，11-脱氧皮质酮、皮质甾酮和/或皮质醇)的肾上腺束状带细胞；以及产生雄激素(例如，脱氢表雄甾酮(DHEA)和/或雄烯二酮)的肾上腺网状带细胞。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行肾上腺的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是肾上腺FPU。在具体的实施方式中，肾上腺的所述至少一种生理功能是生产可检测数量的一种或更多种肾上腺特异性激素\，或所述肾上腺FPU产生可检测数量的一种或更多种肾上腺特异性激素，例如，醛固酮、氟氢可的松、脱氢表雄甾酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质甾酮、皮质醇、DHEA和/或雄烯二酮的一种或更多种。在某些实施方式中，所述FPU包含(例如，另外包含)已经被遗传工程化以产生可检测数量的，例如，醛固酮、11-脱氧皮质酮、皮质甾酮、皮质醇、氟氢可的松、DHEA和/或雄烯二酮的一种或更多种的细胞。
所述FPU的所述一种或更多种肾上腺特异性激素的生产可以通过例如公开的和/或商业上可获得的试剂盒和分析来分析。例如，所述肾上腺FPU的氟氢可的松的生产可以利用液相层析分析来评估；参见Ast等人,J.Pharm.Sci.68(4)：421-423(1979)。肾上腺FPU的醛固酮生产可以使用人类醛固酮ELISA试剂盒(BioVendor Laboratory,Inc.,Candler,NC)来分析。肾上腺FPU的皮质醇生产可以通过皮质醇ELISA试剂盒(Enzo Life Sciences,Inc.,Farmingdale,NY)来分析。所述肾上腺FPU的18羟基11脱氧皮质酮生产可以使用放射免疫分析来分析；参见，Chandler等人,Steroids27(2)：235-246(1976)。所述肾上腺FPU的肾上腺素生产可以通过肾上腺素RIA(Alpco Diagnostics，Salem,NH)来分析。所述肾上腺FPU的雄烯二酮生产可以通过质谱来分析，参见Booker等人,DrugTestingandAnalysis 1(11-12)：587-595(2009)。肾上腺FPU的DHEA生产可以通过DHEA ELISA试剂盒(AbnovaCorporation,Taipei City,Taiwan)来分析。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素或蛋白质的生产。
在某些具体的实施方式中，肾上腺FPU包含肾上腺嗜铬细胞、肾上腺束状带细胞、肾上腺球状带细胞和/或肾上腺网状带细胞。在具体的实施方式中，所述肾上腺FPU包含肾上腺束状带细胞、肾上腺球状带细胞和/或肾上腺网状带细胞的两种或更多种。在某些具体的实施方式中，所述肾上腺嗜铬细胞、肾上腺束状带细胞、肾上腺球状带细胞和/或肾上腺网状带细胞在所述肾上腺FPU内随机地排布，或有规律地排序。在某些其他具体实施方式中，所述肾上腺嗜铬细胞在所述FPU内集中在一起，所述肾上腺束状带细胞在所述FPU内集中在一起，所述肾上腺球状带细胞在所述FPU内集中在一起，和/或肾上腺网状带细胞在所述肾上腺FPU内集中在一起。在另一个具体的实施方式中，所述肾上腺FPU包含球状带细胞和束状带细胞，其中所述球状带细胞和束状带细胞在所述肾上腺FPU内相互分开。在另一个具体的实施方式中，所述肾上腺FPU包含球状带细胞和网状带细胞，其中所述球状带细胞和网状带细胞在所述肾上腺FPU内相互分开。在另一个中，所述肾上腺FPU包含网状带细胞和束状带细胞，其中所述网状带细胞和束状带细胞在所述肾上腺FPU内相互分开。在另一个具体的实施方式中，肾上腺FPU包含球状带细胞、束状带细胞和网状带细胞，其中所述球状带细胞、束状带细胞和网状带细胞的每一种在所述肾上腺FPU中各自与其他细胞类型分开。
在某些具体的实施方式中，肾上腺FPU进一步包含脉管内皮细胞，其中所述脉管内皮细胞被排布在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述一个或更多个脉管能够容纳血液或淋巴。在其他更具体的实施方式中，构建所述FPU使得至少一些或全部的所述人工滤泡位于一个或更多个所述脉管附近。在某些具体的实施方式中，构建所述至少一个脉管以容许血液进入所述FPU，血液流出所述FPU，例如，通过单个入口脉管进入和/或通过单个出口脉管流出。在某些具体的实施方式中，构建所述脉管以形成脉管的交汇网络，其中两个或更多个所述脉管从所述入口脉管分岔，并在所述出口脉管之前的一点重新接合。
在某些其他实施方式中，构建所述肾上腺FPU使得所述肾上腺嗜铬细胞、肾上腺球状带细胞、肾上腺束状带细胞和/或肾上腺网状带细胞的一种或更多种位于所述FPU的外表面之处或附近，从而细胞可以从FPU的外部通过扩散接收营养物，以及所述一种或更多种甲状腺特异性激素可以从所述FPU扩散到周围环境中，例如，扩散到培养基中或者施用或植入所述FPU的个体中。
4.4.5胰腺
胰腺包含胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺PP细胞和胰腺epsilon细胞。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行胰腺的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是胰腺FPU。在具体的实施方式中，胰腺的所述至少一种生理功能是生产可检测数量的胰腺特异性激素或蛋白质，或所述胰腺FPU产生可检测数量的胰腺特异性激素或蛋白质，例如，胰淀素(也称为胰岛淀粉样多肽，或IAPP)、胰岛素、生长抑素、胃生长素、胰多肽和/或胰高血糖素，例如，在体外地。在更具体的实施方式中，所述FPU在体外按照约10：1、60：1、70：1、80：1、90：1、100：1、110：1、120：1、130：1、140：1、150：1、160：1、170：1、180：1、190：1或200：1的比例产生胰岛素和胰淀素。在某些实施方式中，所述FPU包含(例如，另外包含)已经被遗传工程化以产生可检测数量的胰淀素、胰岛素、胰高血糖素、生长抑素、胃生长素和/或胰多肽的一种或更多种的细胞。
所述胰腺FPU的所述一种或更多种胰腺特异性激素的生产可以使用商业上可获得的分析或试剂盒来分析。例如，所述胰腺FPU的体外胰岛素生产可以通过任何普通的胰岛素测试试剂盒来分析；所述胰腺FPU的体外胰高血糖素生产可以通过胰高血糖素的ELISA试剂盒(Uscn Life Science,Inc.,Wuhan,China)来分析；胰腺FPU的体外生长抑素生产可以通过人类生长抑素(SST)ELISA(Kamiya Biomedical Company,Seattle,WA)来分析；胰腺FPU的体外胃生长素生产可以通过胃生长素(人类、小鼠、大鼠)ELISA试剂盒(Abnova,TaipeiCity,Taiwan)来分析；胰腺FPU的体外胰多肽生产可以通过人胰多肽(PP)ELISA试剂盒(EMDMillipore,Billerica,ME)来分析；所述胰腺FPU的胰淀素生产可以通过IAPP(人类)ELISA试剂盒(Abnova,Taipei City,Taiwan)来分析。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素或蛋白质的生产。
在某些具体的实施方式中，肾上腺FPU进一步包含脉管内皮细胞，其中所述脉管内皮细胞被排布在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述一个或更多个脉管能够容纳血液或淋巴。在其他更具体的实施方式中，构建所述FPU以使所述胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺epsilon细胞和/或所述胰腺PP细胞的至少一些或全部位于所述一个或更多个脉管附近。在某些具体的实施方式中，构建脉管以容许血液进入所述FPU，血液流出所述FPU，例如，通过单个入口脉管进入和/或通过单个出口脉管流出。在某些具体的实施方式中，构建所述脉管以形成脉管的交汇网络，其中两个或更多个所述脉管从所述入口脉管分岔，并在所述出口脉管之前的一点重新接合。
在某些其他实施方式中，构建所述胰腺FPU以使所述胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺epsilon细胞和/或所述胰腺PP细胞的一种或更多种位于所述FPU的外表面之处或附近，从而细胞可以从FPU的外部通过扩散接收营养物，以及所述一种或更多种甲状腺特异性激素可以从所述FPU扩散到周围环境中，例如，扩散到培养基中或植入了所述FPU的个体中。
4.4.6肝脏
肝脏主要包含肝实质细胞，其构成了肝脏质量的70％-80％，以及脉管内皮细胞和库柏法细胞。在某些实施方式中，因而，本文提供的是执行肝脏的至少一种生理功能的FPU，例如，本文提供的是肝脏FPU。
在某些具体的实施方式中，所述FPU产生可测量数量的凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶的一种或更多种。在本文提供的任何FPU的各种其他实施方式中，所述FPU从氨基酸、乳糖、甘油或糖原产生可检测数量的葡萄糖。在其他实施方式中，所述FPU产生可检测数量的胰岛素样生长因子(IGF-1)或促血小板生成素。在其他实施方式中，所述FPU产生胆汁。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含细胞，所述细胞产生凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S、抗凝血酶、IGF-1和/或促血小板生成素的一种或更多种。在本文提供的任何FPU的某些实施方式中，所述FPU包含肝脏脉管内皮细胞。在具体的实施方式中，所述肝脏脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。在更具体的实施方式中，所述肝细胞沿着和基本上平行于所述脉管布置。在更具体的实施方式中，多个所述脉管以基本上径向的方式布置，从而限定所述FPU的外部和内部，因而每个脉管具有远端和近端。在另一个更具体的实施方式中，所述FPU包含连接所述脉管的每个所述远端的至少一个脉管。
所述肝脏FPU的所述一种或更多种肝脏特异性激素的生产可以使用公开的商业上可获得的分析或试剂盒来分析。例如，所述肝脏FPU的纤维蛋白原生产可以通过人纤维蛋白原ELISA试剂盒(AbFrontier Co.,Ltd.,Seoul,KR)来分析；所述肝脏FPU的凝血酶原生产可以通过凝血酶原(人类)ELISA试剂盒(Abnova,Taipei City,Taiwan)来分析；所述肝脏特异性FPU的因子五生产可以通过Zymutest因子V ELISA(Aniara,Mason,OH)来分析；所述肝脏FPU的前转化素生产可以通过因子VII(前转化素)活性分析(Gentaur MolecularProducts,Whetstone,London,UK)来分析；所述肝脏FPU的凝血因子XI生产可以通过总人类凝血因子XI抗原分析(Molecular Innovations,Novi,MI)来分析；所述肝脏FPU的凝血酶原酶生产可以通过凝血因子X的ELISA试剂盒(Uscn Life Science,Wuhan,China)来分析；所述肝脏FPU的凝血因子XI生产可以通过因子XI人类ELISA试剂盒(ab 108834)(Abcam,Cambridge,MA)来分析；所述肝脏FPU的蛋白C生产可以通过用于血浆蛋白C的产色分析试剂盒(American Diagnostica,Pfungstadt,Germany)来分析；所述肝脏FPU的蛋白S生产可以通过人类游离蛋白S DLISA试剂盒(American Diagnostica,Pfungstadt,Germany)来分析；所述肝脏FPU的抗凝血酶生产可以通过抗凝血酶III产生活性试剂盒(American Diagnostica,Pfungstadt,Germany)来分析；所述肝脏FPU的IGF-1生产可以通过人类IGF-1ELISA试剂盒(AbFrontier,Co.,Ltd.,Seoul,KR)来分析；所述肝脏FPU的促血小板生成素生产可以使用人类TPO/促血小板生成素ELISA试剂盒(Cell Sciences,Canton,MA)来评估。在每种前述的分析中，在某些实施方式中，分析培养了FPU的培养基中所述FPU的特定激素或蛋白质的生产。
4.5功能性生理单元：制造方法
在另一个方面，本文提供的是制造功能性生理单元(FPU)的方法，包括组合分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，使得所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，以及其中所述器官或来自器官的组织的至少一种功能是产生来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、细胞因子、白细胞介素或小分子。
本文提供的FPU可以通过能够将细胞按照有组织的排布沉积在例如表面上的任何生物学相容的方法来生产。在制造FPU时，可以一次沉积单独的细胞，或多种细胞。制造FPU的方法可以包括使用本文描述的组合物和/或细胞。
4.5.1生物打印
在某些实施方式中，本文提供的FPU通过生物打印来生产。在此使用的“生物打印)一般是指使用标准的或修改的打印技术，例如，喷墨打印技术将活细胞沉积在表面上。将细胞沉积在表面上以及生物打印细胞的基本方法，包括与水凝胶组合的细胞，在Warren等人US 6,986,739、Boland等人US 7,051,654、Yoo等人US 2009/0208466以及Xu等人US 2009/0208577中描述，它们每一个的公开内容通过完全引用合并在本文中。另外，适合于生产本文提供的FPU的生物打印机是商业上可获得的，例如，来自Envisiontec GmbH的3D–BioplotterTM；以及来自Organovo(San Diego,CA)的NovoGen MMX BioprinterTM。一般地，通过将细胞以及任选地基质打印在表面上，随后从表面上移除最终的FPU用于进一步的加工或使用，来产生通过生物打印生产的FPU。在某些实施方式中，在其上构建FPU的表面是非粘性表面，例如，(一种二氧化硅化合物)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基、氟化乙丙烯等。
一般地，在生物打印中，具有小的体积，例如，每个液滴0.5到500皮升的细胞和/或组合物的单独的液滴被沉积在表面上。在各种实施方式中，细胞或包含细胞的组合物的体积是约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、20、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100皮升，或约1到90皮升之间、约5到85皮升之间、约10到75皮升之间、约15到70皮升之间、约20到65皮升之间、或约25到约60皮升之间。
在某些实施方式中，要被生物打印用于FPU生产的细胞被容纳在可流动的生理学可接受的组合物中，例如，水、缓冲溶液(例如，磷酸盐缓冲溶液、柠檬酸盐缓冲溶液，等)、液体培养基(例如，0.9N盐水溶液、Krebs溶液、修改的Krebs溶液、Eagle培养基、修改的Eagle培养基(MEM)、Dulbecco修改的Eagle培养基(DMEM)、Hank Balanced Salts，等)，等等。
在某些实施方式中，包含要被打印的细胞的组合物包含可多聚化的单体。在这样的实施方式中，例如，聚合催化剂可以在生物打印之前即刻添加，从而一旦细胞被打印，单体聚合，形成捕集和/或物理上支撑细胞的凝胶。例如，包含细胞的组合物可以包含丙烯酰胺单体，由此TEMED和过硫酸铵，或核黄素在生物打印之前即刻添加到组合物中。在组合物中的细胞沉积在表面上时，丙烯酰胺聚合化，分隔并支撑细胞。
用于构建FPU的生物打印机优选地包括通过修改例如打印机驱动软件和/或打印机的物理构成而允许控制温度、湿度、剪切力、打印速度和发射频率的机械和/或软件。打印机软件和/或硬件优选地被构建和/或设置以在打印期间维持约37℃的细胞温度。
喷墨打印设备可以包括二维的或三维的打印机。在某些实施方式中，生物打印机包括DC螺线管喷墨阀门、用于在打印之前容纳一种或更多种类型细胞，例如处于可流动组合物中的细胞，和/或ECM的一个或更多个贮液槽，例如，其连接到喷墨阀门。生物打印机可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个贮液槽，例如，用于构建FPU的每种细胞类型或每种ECM一个贮液槽。细胞可以通过气压、机械压力或通过其他方式从贮液槽递送到喷墨阀门。一般地，生物打印机，例如，生物打印机的打印头是计算机控制的，从而一种或更多种细胞类型和所述ECM按照预定的图案来沉积。所述预定的图案可以是再造或重演器官或组织中所述一种或更多种类型的细胞的天然排布的图案，所述细胞是从所述器官或组织中衍生或获得的，或者是不同于所述一种或更多种类型的细胞的天然排布的图案。
喷墨打印设备可以是热气泡喷墨打印机，参见，例如Niklasen等人US6,537,567，或是压电晶体振动打印头，例如使用达到30kHz的频率和12到100瓦的电源。在某些实施方式中，生物打印机打印头喷嘴的直径各自独立地是0.05到200微米之间、或0.5到100微米之间，或10到70微米之间，或20到60微米之间。在进一步的实施方式中，喷嘴的直径各自独立地是约40或50微米。可以使用具有相同或不同直径的多个喷嘴。在某些实施方式中，喷嘴具有圆环形的开口；在其他实施方式中，可以使用其他适合的形状，例如，椭圆形、正方形、矩形等，而不背离本发明的精神。
在某些实施方式中，利用软件，例如计算机辅助设计(CAD)软件程序来构建要被生物打印的FPU的解剖图像。在具体的实施方式中，通过与要包括在FPU中的细胞相应的器官或其部分的解剖结构来指导使用所述CAD程序设计FPU。例如，当要包括在FPU中的主要细胞是肝细胞时，根据肝脏中小叶内中央血管周围的肝细胞天然发生的径向排列来指导FPU的设计。
4.6细胞的分离和培养
利用一种或更多种本领域已知的蛋白酶，例如，胶原酶、分散酶、胰蛋白酶、LIBERASE等，在本文其它地方描述的FPU的生产中有用的细胞可以从相关组织或器官分离，例如，从特定的腺体分离。器官，例如腺体组织可以在用蛋白酶处理之前、期间或之后，通过例如切割、浸泡、过滤等来物理地分散。在生产FPU之前可以利用标准的、本领域已知的细胞培养技术来培养细胞，例如，用以产生匀质的或基本上匀质的细胞群体、用以选择特定的细胞类型，等。
垂体腺细胞的分离、培养和鉴定可以根据本领域已知的过程来进行，例如，根据Christian等人,“Characterization and localization of lipocortin 1-bindingsites on rat anterior pituitary cells by fluorescence-activated cellanalysis/sorting and electron microscopy,”Endocrinology 138(12)：5341-5351(1997)中公开的过程使用脂皮素1(LC1)作为标志物；也参见Kim等人,“Isolation,cultureand cell-type identification of adult human pituitary cells,”Acta Neuropathol.68(3)：205-208(1985)；Baranowska等人,“Direct effect of cortistatinon GH release from cultured pituitary cells in the rat,”Neuro Endocrinol Lett.27(1-2)：153-156(2006)。
甲状腺细胞的分离、培养和鉴定可以根据本领域已知的过程来进行。参见，例如，Pavlov等人,“Isolation of cells for cytological and cytogenetic studies of thethyroid epithelium,”Morfologiia 130(6)：81-83(2006)；Fayet等人,“Isolation of anormal human thyroid cell line：hormonal requirement for thyroglobulinregulation,”Thyroid 12(7)：539-546(2002)。
肾上腺细胞的分离、培养和鉴定可以根据本领域已知的过程来进行。参见，例如，Creutz,“Isolation of chromaffin granules,”Curr Protoc Cell Biol.Chapter 3：Unit 3.39.1-10(Sept.2010)；Caroccia等人,“Isolation of human adrenocorticalaldosterone-producing cells by a novel immunomagnetic beads method,”Endocrinology 151(3)：1375-80(2010)；Fawcett等人,“Isolation and properties inculture of human adrenal capillary endothelial cells,”Biochem Biophys Res Commun.174(2)：903-8(1991)；Notter等人,“Rodent and primate adrenal medullarycells in vitro：phenotypic plasticity in response to coculture with C6gliomacells or NGF,”Exp Brain Res.76(1)：38-46(1989)。
5使用功能性生理单元的方法
本文提供的FPU可以在治疗患有特定疾病或失调的个体的方法中使用，所述疾病或失调可通过替代或增强生理功能来治疗，所述生理功能例如生物分子的生产，所述生物分子例如蛋白质或多肽、激素、细胞因子、白细胞介素、干扰素、前述任一种的受体等，通过施用产生这些生物分子的FPU，例如，所述FPU在被施用时替代或增强个体中天然发生的生物分子。本文其它地方提供的任何FPU可以用于治疗目的，只要本领域普通技术人员判断为适当的。
当个体经历由于垂体激素缺乏或生产降低的失调时，如上所述的垂体FPU可以是治疗性的，其中FPU在施用它们的个体中产生一种或更多种垂体激素。在各种实施方式中，这样的失调可能涉及异常降低的生长、血压、乳汁生产、性器官功能、甲状腺功能、水调节和/或温度调节的失调。
在一个实施方式中，本文提供的是治疗需要人生长激素(hGH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的生产hGH的功能性生理单元(FPU)，例如，其在所述个体中一起产生可检测数量的hGH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中hGH的生产可以例如使用人GH ELISA试剂盒(AbFrontier Co.,Ltd.；Seoul,KR)、用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要催乳素(PRL)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的生产PRL的功能性生理单元(FPU)，例如，其在所述个体中一起产生可检测数量的PRL，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中PRL的生产可以例如使用催乳素ELISA试剂盒(Immuno-Biological Laboratories America)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有代谢综合征、动脉性勃起功能障碍、早泄、少精子症、精子活力不足、精囊的功能减退或雄激素缺乏症的一种或更多种。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促肾上腺皮质激素(ACTH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生ACTH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测数量的ACTH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中ACTH的生产可以例如使用ACTH(1-39)EIA试剂盒(Bachem,Torrance,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有Addison病。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促黑素细胞激素(MSH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生MSH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测数量的MSH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中MSH的生产可以例如使用人类/小鼠/大鼠MSH EIA试剂盒(Raybiotech,Inc.；Norcross GA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有阿尔茨海默氏病.
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促甲状腺激素(TSH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生TSH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的TSH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中TSH的生产可以例如使用人TSH ELISA试剂盒(Calbiotech,Inc.,Spring Valley,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现克汀病(cretinism)。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促卵泡激素(FSH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生FSH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的FSH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中FSH的生产可以例如使用人FSH ELISA试剂盒(Anogen,Mississauga,Ontario,Canada)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现不育症或精子缺乏症。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促黄体生成素(LH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生LH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的LH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中LH的生产可以例如使用促黄体生成激素的ELISA试剂盒(Uscn Life Science,Wuhan,China)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现低睾酮、低精子计数或不育症。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要抗利尿激素(ADH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生ADH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的ADH，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中ADH的生产可以例如使用抗利尿激素(ADH)的CLIA试剂盒(Uscn Life Science,Wuhan,China)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有下丘脑性尿崩症。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要催产素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生催产素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的催产素，如上文4.4.1节中描述的FPU。所述个体中催产素的生产可以例如使用催产素OT ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。
当个体经历由于甲状腺激素缺乏或生产降低的失调时，如上所述的甲状腺FPU可以是治疗性的，其中FPU在施用它们的个体中产生一种或更多种甲状腺激素。在各种实施方式中，这样的失调可以涉及降低的新陈代谢、甲状腺机能减退、格雷夫氏症、桥本氏甲状腺炎，等。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要甲状腺素(T4)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生T4的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的T4，如上文4.4.2节中描述的FPU。所述个体中T4的生产可以是利用例如总T4ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有或显现与T4缺乏相关的智力迟钝、矮小、虚弱、昏睡、冷不耐受或月样圆面容。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要三碘甲状腺原氨酸(T3)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生T3的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的T3，如上文4.4.2节中描述的FPU。所述个体中T3的生产可以例如使用总T3ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有心脏病。在更具体的实施方式中，所述个体具有小于3.1pmol/L的T3血清浓度。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要降钙素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生降钙素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的降钙素，如上文4.4.2节中描述的FPU。所述个体中降钙素的生产可以例如使用降钙素ELISA试剂盒(MyBiosource,San Diego,CA)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有骨质疏松症或慢性自体免疫性甲状腺机能减退。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要甲状旁腺激素(PTH)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生PTH的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的PTH，如上文4.4.3节中描述的FPU。所述个体中PTH的生产可以是利用例如完整-PTHELISA试剂盒(Immuno-Biological Laboratories,Minneapolis,MN)、用施用之后个体血清的样品来评估。
当个体经历由于肾上腺激素缺乏或生产降低的失调时，如上所述的肾上腺FPU可以是治疗性的，其中FPU在施用它们的个体中产生一种或更多种肾上腺激素。在各种实施方式中，这样的失调可以涉及代谢活性、脂肪或碳水化物利用、炎症、柯兴氏综合征和/或盐和水平衡的失调。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要醛固酮的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生醛固酮的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的醛固酮，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中醛固酮的生产可以例如使用人醛固酮ELISA试剂盒(BioVendor Laboratory Medicine,Inc.,Candler,NC)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有自发性低醛甾酮症、血肾素过高的低醛甾酮症、或血肾素过低的低醛甾酮症。在另一个实施方式中，所述个体患有慢性肾功能不全。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要18羟基11脱氧皮质酮的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生18羟基11脱氧皮质酮的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的18羟基11脱氧皮质酮，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中18羟基11脱氧皮质酮的生产可以例如使用放射免疫分析，参见Chandler等人Steroids 27(2)：235-246(1976)、用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要氟氢可的松的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生氟氢可的松的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的氟氢可的松，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中氟氢可的松的生产可以例如使用液相层析分析，参见，Ast等人,J.Pharm.Sci.68(4)：421-423(1979)用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要皮质醇的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生皮质醇的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的皮质醇，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中皮质醇的生产可以例如使用皮质醇ELISA试剂盒(Enzo Life Sciences,Inc.,Farmingdale,NY)、用施用之后个体血清的样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有急性肾上腺缺陷、Addison病或低血糖。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要肾上腺素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生肾上腺素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的肾上腺素，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中肾上腺素的生产可以例如使用肾上腺素RIA(Alpco Diagnostics,Salem,NH)、用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要雄烯二酮的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生雄烯二酮的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的雄烯二酮，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中雄烯二酮的生产可以例如使用质谱，参见Booker等人,DrugTestingand Analysis 1(11-12)：587-595(2009)，用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要脱氢表雄甾酮(DHEA)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生DHEA的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的DHEA，如上文4.4.4节中描述的FPU。所述个体中DHEA的生产可以例如使用DHEAELISA试剂盒(Abnova Corporation,Taipei City,Taiwan)、用施用之后个体血清的样品来评估。
本文进一步提供的是治疗需要化合物的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生化合物的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的化合物，如上文4.4.4节中描述的FPU，其中所述化合物是凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶。所述个体中这些化合物的存在可以利用本领域已知的分析、用施用之后个体血清的样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要IGF-1的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生IGF-1的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的IGF-1，如上文4.4.6节中描述的FPU。所述个体中IGF-1的生产可以例如使用人IGF-1ELISA试剂盒(AbFrontier Co.,Ltd.；Seoul,KR)、用来自所述个体的血清样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要促血小板生成素(Tpo)的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生Tpo的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的Tpo，如上文4.4.6节中描述的FPU。所述个体中Tpo的生产可以例如使用人TPO/促血小板生成素ELISA试剂盒(Cell Sciences,Canton,MA)、用来自所述个体的血清样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰高血糖素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生胰高血糖素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的胰高血糖素，如上文4.4.5节中描述的FPU。所述个体中胰高血糖素的生产可以利用本领域已知的分析、用来自所述个体的血清样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰岛素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生胰岛素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的胰岛素，如上文4.4.5节中描述的FPU。所述个体中胰岛素的生产可以利用本领域已知的血糖测试、用来自所述个体的血液样品来评估。在具体的实施方式中，所述个体患有糖尿病。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰淀素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生胰淀素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的胰淀素，如上文4.4.5节中描述的FPU。所述个体中胰淀素的生产可以例如使用IAPP(人类)ELISA试剂盒(Abnova,Taipei City,Taiwan)、用来自所述个体的血清样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胃生长素的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生胃生长素的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的胃生长素，如上文4.4.5节中描述的FPU。所述个体中胃生长素的生产可以例如使用胃生长素(人类、小鼠、大鼠)ELISA试剂盒(Abnova,Taipei City,Taiwan)、用来自所述个体的血清样品来评估。
在另一个实施方式中，本文提供的是治疗需要胰多肽的个体的方法，包括向所述个体施用治疗有效量的产生胰多肽的FPU，例如，其在所述个体中一起产生可检测的胰多肽，如上文4.4.5节中描述的FPU。所述个体中胰多肽的生产可以例如使用人胰多肽(PP)ELISA试剂盒(EMD Millipore,Billerica,ME)、用来自所述个体的血清样品来评估。
6.实施方式
实施方式1：一种功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU以连续的形式包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子的生产，以及其中所述FPU处于可施用的或可注射的形式。
实施方式2：实施方式1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约100微升。
实施方式3：实施方式1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约1微升。
实施方式4：实施方式1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约100皮升。
实施方式5：实施方式1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约10皮升。
实施方式6：实施方式1的FPU，其中所述FPU在其最长轴上小于约10毫米。
实施方式7：实施方式1的FPU，其中所述FPU在其最长轴上小于约1毫米。
实施方式8：实施方式1的FPU，其中所述FPU在其最长轴上小于约100μM。
实施方式9：实施方式1的FPU，包含不超过约105个细胞。
实施方式10：实施方式1的FPU，包含不超过约104个细胞。
实施方式11：实施方式1的FPU，包含不超过约103个细胞。
实施方式12：实施方式1的FPU，包含不超过约102个细胞。
实施方式13：实施方式1的FPU，包含贯穿所述FPU的至少一个通道，其中所述通道有利于营养物和/或氧向所述细胞的扩散。
实施方式14：实施方式1-13的任一项的FPU，另外包含合成的基质。
实施方式15：实施方式14的FPU，其中所述合成的基质稳定化所述FPU的三维结构。
实施方式16：实施方式14或实施方式15的FPU，其中所述合成的基质包含聚合物或热塑性塑料。
实施方式17：实施方式14或实施方式15的FPU，其中所述合成的基质是聚合物或热塑性塑料。
实施方式18：实施方式16或实施方式17的FPU，其中所述热塑性塑料是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。
实施方式19：实施方式16或实施方式17的FPU，其中所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对-二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。
实施方式20：实施方式16或实施方式17的FPU，其中所述聚合物是聚丙烯酰胺。
实施方式21：实施方式1-20的任一项的FPU，其中所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质。
实施方式22：实施方式1-20的任一项的FPU，其中所述胶原蛋白是端肽胎盘胶原蛋白。
实施方式23：实施方式1-20的任一项的FPU，其中所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。
实施方式24：实施方式13的FPU，其中所述端肽胎盘胶原蛋白是碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。
实施方式25：实施方式1-24的任一项的FPU，基本上具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状或圆环形的形状。
实施方式26：实施方式1-25的任一项的FPU，其包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大以允许细胞进出。
实施方式27：实施方式1-25的任一项的FPU，其包含与所述FPU的表面连通的空隙，其不够大从而不允许细胞进出。
实施方式28：实施方式1-27的任一项的FPU，其中所述ECM是交联的或稳定的。
实施方式29：实施方式1-28的任一项的FPU，其中所述ECM与稳定化所述FPU的三维结构的聚合物组合。
实施方式30：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述细胞包含自然杀伤(NK)细胞。
实施方式31：实施方式30的FPU，其中所述NK细胞包含CD56+CD16–胎盘中间体自然杀伤(PiNK)细胞。
实施方式32：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含树突状细胞。
实施方式33：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胸腺细胞。
实施方式34：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胸腺细胞、淋巴样细胞、上皮性网状细胞和胸腺基质细胞。
实施方式35：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含滤泡细胞。
实施方式36：实施方式35的FPU，其中所述FPU包含表达甲状腺球蛋白的细胞。
实施方式37：实施方式35或实施方式36的FPU，其中所述FPU另外包含甲状腺上皮细胞和滤泡旁细胞。
实施方式38：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含干细胞或祖细胞。
实施方式39：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述干细胞或祖细胞是胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞(PDAC)、脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。
实施方式40：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含造血干细胞或造血祖细胞。
实施方式41：实施方式1-29的任一项的FPU，其中FPU包含组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞。
实施方式42：实施方式41的FPU，其中所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–或CD90+的一种或更多种。
实施方式43：实施方式42的FPU，其中所述胎盘干细胞另外是CD45–、CD80–、CD86–和CD90+的。
实施方式44：实施方式41-43的任一项的FPU，其中当所述FPU被植入受者中时，所述胎盘干细胞抑制所述受者中的免疫应答。
实施方式45：实施方式32的FPU，其中所述胎盘干细胞局部地抑制所述受者内的免疫应答。
实施方式46：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含分化的细胞。
实施方式47：实施方式34的FPU，其中所述分化的细胞包含内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞、或基质细胞。
实施方式48：实施方式34的FPU，其中所述分化的细胞包含唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、von Ebner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞、II型肺细胞、克立拉细胞，
生长激素细胞(somatotropes)、乳促素细胞(lactotropes)、促甲状腺素细胞(thyrotropes)、促性腺细胞(gonadotropes)、促肾上腺皮质素细胞(corticotropes)、中间垂体细胞、大细胞的神经分泌细胞、肠细胞、呼吸道细胞、甲状腺上皮细胞、滤泡旁细胞、甲状旁腺细胞、甲状旁腺主细胞、嗜酸细胞、肾上腺细胞、嗜铬细胞、赖氏细胞、卵泡膜内膜细胞、黄体细胞、颗粒黄体细胞、鞘黄体细胞、近血管球细胞、致密斑细胞、极周细胞、系膜细胞，
血管和淋巴管的血管内皮有窗细胞、血管和淋巴管的血管内皮连续细胞、血管和淋巴管的血管内皮脾细胞、滑膜细胞、浆膜细胞(内衬于腹腔、肋腔和围心腔)、扁平细胞、柱状细胞、暗细胞、前庭膜细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、血管纹基底细胞、血管纹缘细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、柯拉狄乌司氏细胞、伯特歇尔细胞、脉络丛细胞、柔脑脊膜扁平细胞、色素化的睫状体上皮细胞、无色素的睫状体上皮细胞、角膜内皮细胞、栓细胞，
呼吸道纤毛细胞、输卵管纤毛细胞、子宫内膜纤毛细胞、睾丸网纤毛细胞、输精小管纤毛细胞、有纤毛的室管膜细胞，
表皮角质形成细胞、表皮基底细胞、手指甲和脚趾甲的角质形成细胞、甲床基底细胞、髓质毛干细胞、皮层毛干细胞、表皮毛干细胞、表皮毛根鞘细胞、赫胥黎氏层的毛根鞘细胞、汉勒氏层的毛根鞘细胞、外部毛根鞘细胞、毛基质细胞，
复层扁平上皮的表面上皮细胞、上皮的基底细胞、泌尿上皮细胞，
柯替氏器的听觉内毛细胞、柯替氏器的听觉外毛细胞、嗅上皮的基底细胞、冷敏感的初级感觉神经元、热敏感的初级感觉神经元、表皮的Merkel细胞、嗅觉受体神经元、疼痛敏感的初级感觉神经元、光受体杆状细胞、光受体蓝敏视锥细胞、光受体绿敏视锥细胞、光受体红敏视锥细胞、本体感受性初级感觉神经元、触觉敏感的初级感觉神经元、I型颈动脉体细胞、II型颈动脉体细胞(血液pH感受器)、耳前庭I型毛细胞(加速度和重力)、耳前庭II型毛细胞、I型味蕾细胞，
胆碱能神经细胞、肾上腺素能神经细胞、肽能神经细胞，
柯替氏器的内柱细胞、柯替氏器的外柱细胞、柯替氏器的内指状细胞、柯替氏器的外指状细胞、柯替氏器的边缘细胞、柯替氏器的Hensen细胞、前庭支持细胞、味蕾支持细胞、嗅上皮支持细胞、Schwann细胞、卫星细胞、肠胶质细胞，
星形细胞、神经元、少突胶质细胞、纺锤神经元，
前晶状体上皮细胞、含晶状体蛋白的晶状体纤维细胞，
肝细胞、脂肪细胞、白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞、肝脏脂肪细胞，
肾脏血管球泌酸细胞、肾脏血管球足状突细胞、肾脏近端小管刷状缘细胞、亨利氏袢细段细胞、肾脏远端小管细胞、肾脏集合导管细胞、I型肺细胞、胰管细胞、无横纹的管细胞、管细胞、肠刷状缘细胞、外分泌腺条纹管细胞、胆囊上皮细胞、输精小管无纤毛细胞、附睾主细胞、附睾基底细胞，
成釉质细胞上皮细胞、半月平面上皮细胞、柯替氏器齿间上皮细胞、疏松结缔组织成纤维细胞、角膜细胞、肌腱成纤维细胞、骨髓网状组织成纤维细胞、非上皮成纤维细胞、外膜细胞、髓核细胞、成牙骨质细胞/牙骨质细胞、成牙本质细胞、牙质细胞、透明软骨软骨细胞、纤维软骨软骨细胞、弹性软骨软骨细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞、骨祖细胞、透明细胞、星形细胞(耳)、肝脏星形细胞(Ito细胞)、胰腺星细胞，
红色骨骼肌细胞、白色骨骼肌细胞、中间骨骼肌细胞、肌梭的核袋细胞、肌梭的核链细胞、卫星细胞、普通心肌细胞、结节心肌细胞、Purkinje纤维细胞、平滑肌细胞、虹膜的肌上皮细胞、外分泌腺的肌上皮细胞、
网织红细胞、巨核细胞、单核细胞、结缔组织巨噬细胞、表皮郎格罕氏细胞、树突状细胞、小胶质细胞、嗜中性细胞、嗜曙红细胞、嗜碱性细胞、肥大细胞、辅助T细胞、抑制T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤T细胞、B细胞、自然杀伤细胞，
黑色素细胞、视网膜色素化上皮细胞，
卵原细胞/卵细胞、精细胞、精母细胞、精原细胞、精子、卵泡细胞、足细胞、胸腺上皮细胞和/或间质肾脏细胞。
实施方式49：实施方式1-48的任一项的FPU，其中所述细胞的组合物中的细胞是原代培养细胞。
实施方式50：实施方式1-48的任一项的FPU，其中所述细胞的组合物中的细胞是已经被体外培养的细胞。
实施方式51：实施方式1-48的任一项的FPU，其中所述细胞已经被遗传工程化以产生不由细胞天然地产生的蛋白质或多肽，或已经被遗传工程化以大于细胞天然产生的数量产生蛋白质或多肽，其中所述的细胞组合物包含分化的细胞。
实施方式52：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质或多肽是细胞因子或包含其活性部分的肽。
实施方式53：实施方式52的FPU，其中所述细胞因子是肾上腺髓质素(AM)、血管生成素(Ang)、骨骼形态发生蛋白(BMP)、脑衍生的神经营养因子(BDNF)、表皮生长因子(EGF)、促红细胞生成素(Epo)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胶质细胞系衍生的神经营养因子(GNDF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、生长分化因子(GDF-9)、肝细胞生长因子(HGF)、肝细胞瘤衍生的生长因子(HDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、迁移刺激因子、肌肉生长抑制素(GDF-8)、骨髓单核生长因子(MGF)、神经生长因子(NGF)、胎盘生长因子(PIGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、促血小板生成素(Tpo)、转化生长因子alpha(TGF-α)、TGF-β、肿瘤坏死因子alpha(TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)或Wnt蛋白。
实施方式54：实施方式52或实施方式53的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述细胞因子。
实施方式55：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质或多肽是AM、Ang、BMP、BDNF、EGF、Epo、FGF、GNDF、G-CSF、GM-CSF、GDF-9、HGF、HDGF、IGF、迁移刺激因子、GDF-8、MGF、NGF、PlGF、PDGF、Tpo、TGF-α、TGF-β、TNF-α、VEGF或Wnt蛋白的可溶受体。
实施方式56：实施方式55的的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
实施方式57：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是白细胞介素。
实施方式58：实施方式42的FPU，其中所述白细胞介素是白细胞介素-1alpha(IL-1α)、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-1240 kDa beta亚基、IL-12alpha和beta亚基两者、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F亚型1、IL-17F亚型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-23p19亚基和IL-23p40亚基一起、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-27B和IL-27-p28一起、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ。
实施方式59：实施方式57或实施方式58的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述白细胞介素。
实施方式60：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质或多肽是IL-1α、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35 kDa alpha亚基、IL-12 40 kDa beta亚基、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ的可溶受体。
实施方式61：实施方式60的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
实施方式62：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是干扰素(IFN)。
实施方式63：实施方式62的FPU，其中所述干扰素是FN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v。
实施方式64：实施方式62或实施方式62的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述干扰素。
实施方式65：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质或多肽是FN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v的可溶受体。
实施方式66：实施方式65的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
实施方式67：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是胰岛素或胰岛素原。
实施方式68：实施方式55的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述胰岛素。
实施方式69：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是胰岛素的受体。
实施方式70：实施方式67或实施方式68的FPU，其中所述细胞另外已经被遗传工程化以产生前激素转化酶1、前激素转化酶2或羧肽酶E的一种或更多种。
实施方式71：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是瘦素(LEP)。
实施方式72：实施方式71的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述瘦素。
实施方式73：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是促红细胞生成素。
实施方式74：实施方式73的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
实施方式75：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是促血小板生成素。
实施方式76：实施方式75的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的所述可溶受体。
实施方式77：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是酪氨酸3-单加氧酶。
实施方式78：实施方式77的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的L-DOPA。
实施方式79：实施方式77或实施方式78的FPU，其中所述细胞进一步被工程化以表达芳香族L－氨基酸脱羧酶。
实施方式80：实施方式79的FPU，其中足够数量以包含1×106个细胞的所述FPU在生长培养基中体外培养24小时产生至少1.0到10μM的多巴胺。
实施方式81：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是激素或前激素。
实施方式82：实施方式81的FPU，其中所述激素是缪氏管抑制因子(AMH)、脂联素(Acrp30)、促肾上腺皮质激素(ACTH)、血管紧张素(AGT)、血管紧张素原(AGT)、抗利尿激素(ADH)、加压素、心房-促尿钠排泄的肽(ANP)、降钙素(CT)、胆囊收缩素(CCK)、促皮质素-释放激素(CRH)、促红细胞生成素(Epo)、促卵泡激素(FSH)、睾酮、雌激素、胃泌素(GRP)、饥饿素、胰高血糖素(GCG)、促性腺激素释放激素(GnRH)、生长激素(GH)、生长激素释放激素(GHRH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、人胎盘催乳素(HPL)抑制素、黄体生成激素(LH)、黑素细胞刺激激素(MSH)、食欲素、催产素(OXT)、甲状旁腺激素(PTH)、催乳素(PRL)、松弛素(RLN)、促胰液素(SCT)、生长抑素(SRIF)、促血小板生成素(Tpo)、促甲状腺激素(Tsh)和/或促甲状腺激素释放激素(TRH)。
实施方式83：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是细胞色素P450侧链裂解酶(P450SCC)。
实施方式84：实施方式51的FPU，其中所述蛋白质是在患有遗传失调或疾病的个体中缺失或功能失常的蛋白质。
实施方式85：实施方式84的FPU，其中：
所述遗传疾病是家族性高胆固醇血症，以及所述蛋白质是低密度脂蛋白受体(LDLR)；
所述遗传疾病是多囊肾病，以及所述蛋白质是多囊素-1(PKD1)、PKD-2或PKD3；
所述遗传疾病是苯丙酮酸尿症，以及所述蛋白质是苯丙氨酸羟化酶；
实施方式86：实施方式1-85的任一项的FPU，其中所述FPU包含免疫抑制性化合物或抗炎性化合物。
实施方式87：实施方式86的FPU，其中所述化合物是非甾族抗炎药物(NSAID)、对乙酰氨基酚、萘普生、布洛芬、乙酰水杨酸、类固醇、抗T细胞受体抗体、抗IL-2受体抗体、巴利昔单抗(basiliximab)、赛尼哌(daclizumab))、抗T细胞受体抗体(例如，莫罗单抗-CD3)、硫唑嘌呤、皮质类固醇、环孢霉素、他克莫司、吗替麦考酚酯、西罗莫司、钙调磷酸酶抑制物，等等。
实施方式88：实施方式1-87的任一项的FPU，其中所述FPU在FPU的受者内溶解或降解。
实施方式89：实施方式1-87的任一项的FPU，其中所述FPU在FPU的受者内维持它的结构完整性。
实施方式90：实施方式1-87的任一项的FPU，其中所述FPU执行肝脏、肾脏、胰腺、甲状腺或肺的至少一种功能。
实施方式91：实施方式1-29的任一项的FPU，包含垂体腺嗜酸细胞。
实施方式92：实施方式1-29的任一项的FPU，包含垂体嗜碱细胞。
实施方式93：实施方式1-19、91或92的任一项的FPU，包含垂体腺嗜酸细胞和嗜碱细胞两者。
实施方式94：实施方式91或实施方式93的FPU，包含垂体促生长激素细胞。
实施方式95：实施方式91或实施方式93的FPU，包含垂体催乳素细胞。
实施方式96：实施方式92或实施方式93的FPU，包含垂体促肾上腺皮质素细胞。
实施方式97：实施方式92或实施方式93的FPU，包含垂体促甲状腺素细胞。
实施方式98：实施方式92或实施方式93的FPU，包含垂体促性腺素细胞。
实施方式99：实施方式91-98的任一项的FPU，其中所述FPU包含垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞和/或垂体促性腺素细胞的两种或更多种。
实施方式100：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(GH)。
实施方式101：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(STH)。
实施方式102：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催乳素(PRL)。
实施方式103：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促肾上腺皮质激素(ACTH)。
实施方式104：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黑素细胞激素(MSH)。
实施方式105：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促甲状腺激素(TSH)。
实施方式106：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促卵泡激素(FSH)。
实施方式107：实施方式91-99的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黄体生成激素(LH)。
实施方式108：实施方式1-29或91-108的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。
实施方式109：实施方式108的FPU，其中所述细胞已经被遗传工程化以产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种。
实施方式110：实施方式1-29的任一项的FPU，包含下丘脑神经元。
实施方式111：实施方式1-29的任一项的FPU，包含垂体细胞。
实施方式112：实施方式110或实施方式111的FPU，包含下丘脑神经元和垂体细胞两者。
实施方式113：实施方式110-112的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的抗利尿激素(ADH)。
实施方式114：实施方式110-112的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催产素。
实施方式115：实施方式1-29或110-112的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生ADH和/或催产素之一或两者的细胞。
实施方式116：实施方式115的FPU，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生ADH和/或催产素之一或两者的细胞。
实施方式117：实施方式91-116的任一项的FPU，包含内皮脉管形成细胞。
实施方式118：实施方式117的FPU，其中所述FPU包含多个脉管。
实施方式119：实施方式118的FPU，其中所述脉管构成所述脉管的网状的网络。
实施方式120：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含甲状腺上皮细胞。
实施方式121：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含甲状腺滤泡旁细胞。
实施方式122：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生甲状腺球蛋白的细胞。
实施方式123：实施方式120-122的任一项的FPU，其中所述FPU包含甲状腺上皮细胞、甲状腺滤泡旁细胞和产生甲状腺球蛋白的细胞的两种或更多种。
实施方式124：实施方式123的FPU，其中所述FPU包含血管。
实施方式125：实施方式123的FPU，其中所述FPU包含淋巴管。
实施方式126：实施方式120-125的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状腺素(T4)。
实施方式127：实施方式120-125的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的三碘甲状腺原氨酸(T3)。
实施方式128：实施方式120-125的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的降钙素。
实施方式129：实施方式1-19或120-128的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。
实施方式130：实施方式129的FPU，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。
实施方式131：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含甲状旁腺主细胞。
实施方式132：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含甲状旁腺嗜酸细胞。
实施方式133：实施方式131或实施方式132的PFU，其中所述FPU包含甲状旁腺主细胞和甲状旁腺嗜酸细胞两者。
实施方式134：实施方式131或实施方式132的FPU，其中所述FPU包含多个脉管。
实施方式135：实施方式131-134的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状旁腺激素(PTH)。
实施方式136：实施方式1-19或131-135的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生PTH的细胞。
实施方式137：实施方式136的FPU，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生所述PTH的细胞。
实施方式138：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含肾上腺球状带细胞。
实施方式139：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含肾上腺束状细胞。
实施方式140：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含肾上腺网状带细胞。
实施方式141：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含肾上腺嗜铬细胞。
实施方式142：实施方式138-141的任一项的FPU，包含脉管。
实施方式143：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的醛固酮。
实施方式144：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的18羟基11脱氧皮质酮。
实施方式145：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的氟氢可的松。
实施方式146：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的氟氢可的松。
实施方式147：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的非皮质醇糖皮质素。
实施方式148：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的肾上腺素。
实施方式149：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的肾上腺甾酮。
实施方式150：实施方式131-142的任一项的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的脱氢表雄酮。
实施方式151：实施方式1-29或131-150的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。
实施方式152：实施方式151的FPU，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。
实施方式153：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含肝细胞。
实施方式154：实施方式153的FPU，其中所述FPU产生可测量数量的凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶的一种或更多种。
实施方式155：实施方式153的FPU，其中所述FPU从氨基酸、乳糖、甘油或糖原产生可检测数量的葡萄糖。
实施方式156：实施方式153的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素样生长因子(IGF-1)或促血小板生成素。
实施方式157：实施方式153的FPU，其中所述FPU产生胆汁。
实施方式158：实施方式1-29或153的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S、抗凝血酶、IGF-1或促血小板生成素的一种或更多种的细胞。
实施方式159：实施方式1-29或153-158的任一项的FPU，其中所述FPU包含肝脏脉管内皮细胞。
实施方式160：实施方式159的FPU，其中所述肝脏脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。
实施方式161：实施方式160的FPU，其中所述肝细胞沿着和基本上平行于所述脉管布置。
实施方式162：实施方式160或161的FPU，其中多个所述脉管以基本上径向的方式布置，从而限定所述FPU的外部和内部，因而每个脉管具有远端和近端。
实施方式163：实施方式162的FPU，其中所述FPU包含连接所述脉管的每个所述远端的至少一个脉管。
实施方式164：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺alpha细胞。
实施方式165：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺beta细胞。
实施方式166：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺delta细胞。
实施方式167：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺PP细胞。
实施方式168：实施方式1-29的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺epsilon细胞。
实施方式169：实施方式1-29或164-168的任一项的FPU，其中所述FPU包含胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺PP细胞和/或胰腺epsilon细胞的两种或更多种。
实施方式170：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰高血糖素。
实施方式171：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素。
实施方式172：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰淀素。
实施方式173：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素和可检测数量的胰淀素。
实施方式174：实施方式173的FPU，其中所述FPU以约50：1到约200：1的比例产生所述胰岛素和所述胰淀素。
实施方式175：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的生长抑素。
实施方式176：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胃生长素。
实施方式177：实施方式1-19或164-169的任一项的FPU，其中所述FPU产生可检测数量的胰多肽。
实施方式178：实施方式1-19或164-177的任一项的FPU，其中所述FPU包含产生可检测数量的胰岛素、胰高血糖素、胰淀素、生长抑素、胰多肽和/或胃生长素的一种或更多种的细胞。
实施方式179：一种制造功能性生理单元(FPU)的方法，包括组合分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，使得所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，以及其中器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是产生来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、细胞因子、白细胞介素或小分子。
实施方式180：实施方式179的方法，其中所述FPU在体积上小于约100微升。
实施方式181：实施方式179的方法，其中所述FPU在体积上小于约1微升。
实施方式182：实施方式179的方法，其中所述FPU在体积上小于约100皮升。
实施方式183：实施方式179的方法，其中所述FPU在体积上小于约10皮升。
实施方式184：实施方式179的方法，其中所述FPU在其最长轴上小于约10毫米。
实施方式185：实施方式179的方法，其中所述FPU在其最长轴上小于约1毫米。
实施方式186：实施方式179的方法，其中所述FPU在其最长轴上小于约100μM。
实施方式187：实施方式179的方法，其中所述FPU包含不超过约105个细胞。
实施方式188：实施方式179的方法，其中所述FPU包含不超过约104个细胞。
实施方式189：实施方式179的方法，其中所述FPU包含不超过约103个细胞。
实施方式190：实施方式179的方法，其中所述FPU包含不超过约102个细胞。
实施方式191：实施方式179的方法，包括组合所述细胞和所述ECM以提供贯穿所述FPU的至少一个通道，其中所述通道有利于营养物和/或氧向所述细胞的扩散。
实施方式192：实施方式179-191的任一项的方法，另外包括组合所述细胞和所述ECM与合成的基质。
实施方式193：实施方式192的方法，其中所述合成的基质稳定化所述FPU的三维结构。
实施方式194：实施方式192或实施方式193的方法，其中所述合成的基质包含聚合物或热塑性塑料。
实施方式195：实施方式192或实施方式193的方法，其中所述合成的基质是聚合物或热塑性塑料。
实施方式196：实施方式194或实施方式195的方法，其中所述热塑性塑料是聚己酸内酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚酯、聚乙酸乙烯酯或聚氯乙烯。
实施方式197：实施方式194或实施方式195的方法，其中所述聚合物是聚偏二氯乙烯、聚(邻-羧基苯氧基)-对-二甲苯)(聚(邻-CPX))、聚(交酯-酸酐)(PLAA)、n-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、戊赤藓糖醇二丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素或聚(乳酸-羟基乙酸共聚物)(PLGA)。
实施方式198：实施方式194或实施方式195的方法，其中所述聚合物是聚丙烯酰胺。
实施方式199：实施方式179-198的任一项的方法，其中所述细胞外基质是胎盘的的细胞外基质。
实施方式200：实施方式179-198的任一项的方法，其中所述细胞外基质是端肽胎盘胶原蛋白。
实施方式201：实施方式179-198的任一项的方法，其中所述细胞外基质是胎盘的细胞外基质，其包含没有被化学修饰或与蛋白酶接触的、碱处理的和/或洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述ECM包含按重量计算小于5％的纤连蛋白或小于5％的层粘连蛋白；按重量计算25％到92％之间的I型胶原蛋白；2％到50％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到50％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于40％的弹性蛋白。
实施方式202：实施方式201的方法，其中所述端肽胎盘胶原蛋白是碱处理的、洗涤剂处理的I型端肽胎盘胶原蛋白，其中所述胶原蛋白没有被化学修饰或与蛋白酶接触，以及其中所述组合物包含按重量计算小于1％的纤连蛋白；按重量计算小于1％的层粘连蛋白；按重量计算74％到92％之间的I型胶原蛋白；按重量计算4％到6％之间的III型胶原蛋白；按重量计算2％到15％之间的IV型胶原蛋白；和/或按重量计算小于12％的弹性蛋白。
实施方式203：实施方式179-202的任一项的方法，其中所述FPU基本上具有矩形块、立方体、球体、球状体、杆状、圆柱状或圆环形的形状。
实施方式204：实施方式179-202的任一项的方法，其中所述FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其足够大而允许细胞进出。
实施方式205：实施方式179-202的任一项的方法，其中所述FPU包含与所述FPU的表面连通的空隙，其不够大而不允许细胞进出。
实施方式206：实施方式179-202的任一项的方法，其中所述ECM是交联的或稳定的。
实施方式207：实施方式179-202的任一项的方法，其中所述ECM与稳定化所述FPU的三维结构的聚合物组合。
实施方式208：实施方式179-207的任一项的方法，其中所述组合是通过将所述细胞和所述ECM打印在一起来进行的。
实施方式209：实施方式208的方法，其中所述打印使用喷墨打印技术。
实施方式210：实施方式179-209的任一项的方法，其中所述FPU的表面的至少部分用细胞外基质或聚合物覆盖。
实施方式211：实施方式179-209的任一项的方法，其中所述FPU的表面的基本上全部用细胞外基质或聚合物覆盖。
实施方式212：实施方式179-209的任一项的方法，其中所述组合是通过将细胞添加到包含所述ECM的亲水性溶液中；通过将所述溶液滴加到疏水性液体中形成球体；容许所述球体中的ECM硬化；并收集所述球体来进行的。
实施方式213：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体腺嗜酸细胞。
实施方式214：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体嗜碱细胞。
实施方式215：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体腺嗜酸细胞和嗜碱细胞两者。
实施方式216：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体促生长素细胞。
实施方式217：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体催乳素细胞。
实施方式218：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体促肾上腺皮质素细胞。
实施方式219：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体促甲状腺素细胞。
实施方式220：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体促性腺素细胞。
实施方式221：实施方式213-220的任一项的方法，其中所述FPU包含垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞和/或垂体促性腺素细胞的两种或更多种。
实施方式222：实施方式213-221的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含脉管内皮细胞。
实施方式223：实施方式222的方法，其中所述脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以形式一个或更多个脉管。
实施方式224：实施方式223的方法，其中所述垂体促生长素细胞、垂体催乳素细胞、垂体促肾上腺皮质素细胞、垂体促甲状腺素细胞和/或垂体促性腺素细胞的任何在所述组合期间沿着所述脉管布置。
实施方式225：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(GH)。
实施方式226：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的生长激素(STH)。
实施方式227：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催乳素(PRL)。
实施方式228：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促肾上腺皮质激素(ACTH)。
实施方式229：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黑素细胞激素(MSH)。
实施方式230：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促甲状腺激素(TSH)。
实施方式231：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促卵泡激素(FSH)。
实施方式232：实施方式213-224的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的促黄体生成激素(LH)。
实施方式233：实施方式213-2249213-21308的任一项的方法，其中所述FPU包含产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。
实施方式234：实施方式233的方法，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生GH、STH、PRL、ACTH、MSH、TSH、FSH和/或LH的一种或更多种的细胞。
实施方式235：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含下丘脑神经元。
实施方式236：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含垂体细胞。
实施方式237：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含下丘脑神经元和垂体细胞两者。
实施方式238：实施方式235-237的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的抗利尿激素(ADH)。
实施方式239：实施方式235-237的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的催产素。
实施方式240：实施方式235-237的任一项的方法，其中所述FPU包含产生ADH和/或催产素之一或两者的细胞。
实施方式241：实施方式240的方法，其中所述FPU包含已经被遗传工程化以产生ADH和/或催产素之一或两者的细胞。
实施方式242：实施方式213-241的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞另外包含内皮的脉管形成细胞。
实施方式243：实施方式242的方法，其中所述内皮的脉管形成细胞在所述FPU的形成期间布置，以在所述FPU中产生多个脉管。
实施方式244：实施方式243的方法，其中所述内皮的脉管形成细胞在所述FPU的形成期间布置，以产生所述脉管的网状的网络。
实施方式245：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含甲状腺上皮细胞。
实施方式246：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含甲状腺滤泡旁细胞。
实施方式247：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含产生甲状腺球蛋白的细胞。
实施方式248：实施方式245-247的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞包含甲状腺上皮细胞、甲状腺滤泡旁细胞和产生甲状腺球蛋白的细胞的两种或更多种。
实施方式249：实施方式245-247的任一项的方法，其中所述至少一种类型的细胞进一步包含脉管内皮细胞。
实施方式250：实施方式249的方法，其中所述脉管内皮细胞在所述FPU的构建期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。
实施方式251：实施方式250的方法，其中所述脉管是血管。
实施方式252：实施方式250的方法，其中所述脉管是淋巴管。
实施方式253：实施方式245-252的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状腺素(T4)。
实施方式254：实施方式245-252的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的三碘甲状腺原氨酸(T3)。
实施方式255：实施方式245-252的任一项的方法，其中所述FPU产生可测量数量的降钙素。
实施方式256：实施方式179-212或245-252的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。
实施方式257：实施方式256的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含已经被遗传工程化以产生T3、T4和/或降钙素的一种或更多种的细胞。
实施方式258：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含甲状旁腺主细胞。
实施方式259：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述FPU包含甲状旁腺嗜酸细胞。
实施方式260：实施方式258或实施方式259的方法，其中所述FPU包含甲状旁腺主细胞和甲状旁腺嗜酸细胞两者。
实施方式261：实施方式258-260的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含脉管内皮细胞。
实施方式262：实施方式261的方法，其中所述脉管内皮细胞在所述FPU的构建期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。
实施方式263：实施方式261或实施方式262的方法，其中所述FPU包含多个脉管。
实施方式264：实施方式258-263的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的甲状旁腺激素(PTH)。
实施方式265：实施方式179-212或258-263的任一项的方法，其中所述FPU包含产生PTH的细胞。
实施方式266：实施方式265的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含已经被遗传工程化以产生所述PTH的细胞。
实施方式267：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺球状带细胞。
实施方式268：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺束状细胞。
实施方式269：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺网状带细胞。
实施方式270：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含肾上腺嗜铬细胞。
实施方式271：实施方式267-270的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含脉管内皮细胞。
实施方式272：实施方式271的方法，其中所述脉管内皮细胞在所述FPU的构建期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。
实施方式273：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的醛固酮。
实施方式274：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的18羟基11脱氧皮质酮。实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的氟氢可的松。
实施方式275：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的皮质醇。
实施方式276：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU在体外培养中产生可测量数量的非皮质醇糖皮质素。
实施方式277：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU产生可测量数量的肾上腺素。
实施方式278：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU产生可测量数量的肾上腺甾酮。
实施方式279：实施方式267-272的任一项的方法，其中所述FPU产生可测量数量的脱氢表雄酮。
实施方式280：实施方式179-212或267-279的任一项的方法，其中、所述一种或更多种类型的细胞包含产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。
实施方式281：实施方式281的FPU，其中所述一种或更多种类型的细胞包含已经被遗传工程化以产生醛固酮、18羟基11脱氧皮质酮、皮质醇、氟氢可的松、非皮质醇糖皮质素、肾上腺素、肾上腺甾酮和/或脱氢表雄甾酮的一种或更多种的细胞。
实施方式282：实施方式267-281的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含内皮祖细胞。
实施方式283：实施方式283的方法，其中所述脉管内皮细胞在所述FPU的构建期间布置，以在所述FPU中形成一个或更多个脉管。
实施方式284：实施方式282或实施方式283的方法，其中所述FPU包含多个脉管。
实施方式285：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含肝细胞。
实施方式286：实施方式285的方法，其中所述FPU产生可测量数量的凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶的一种或更多种。
实施方式287：实施方式285的方法，其中所述FPU从氨基酸、乳糖、甘油或糖原产生可检测数量的葡萄糖。
实施方式288：实施方式285的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素样生长因子(IGF-1)或促血小板生成素。
实施方式289：实施方式285的方法，其中所述FPU产生胆汁。
实施方式290：实施方式179-212或286-289的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含产生凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝血因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S、抗凝血酶、IGF-1或促血小板生成素的一种或更多种的细胞。
实施方式291：实施方式179-212或286-290的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞另外包含肝脏脉管内皮细胞。
实施方式292：实施方式291的方法，其中所述肝脏脉管内皮细胞被布置在所述FPU内以限定一个或更多个脉管。
实施方式293：实施方式292的方法，其中所述肝细胞沿着和基本上平行于所述脉管布置。
实施方式294：实施方式292或实施方式293的方法，其中多个所述脉管以基本上径向的方式布置，从而限定所述FPU的外部和内部，因而每个脉管具有远端和近端。
实施方式295：实施方式294的方法，其中所述FPU包含连接所述脉管的每个所述远端的至少一个脉管。
实施方式296：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺alpha细胞。
实施方式297：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含胰腺beta细胞。
实施方式298：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含delta细胞。
实施方式299：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含PP细胞。
实施方式300：实施方式179-212的任一项的方法，其中所述一种或更多种类型的细胞包含epsilon细胞。
实施方式301：实施方式179-212或297-300的任一项的方法，其中所述FPU包含胰腺alpha细胞、胰腺beta细胞、胰腺delta细胞、胰腺PP细胞和/或胰腺epsilon细胞的两种或更多种。
实施方式302：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰高血糖素。
实施方式303：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素。
实施方式304：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰淀素。
实施方式305：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰岛素和可检测数量的胰淀素。
实施方式306：实施方式305的方法，，其中所述FPU以约50：1到约200：1的比例产生所述胰岛素和所述胰淀素。
实施方式307：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的生长抑素。
实施方式308：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胃生长素。
实施方式309：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU产生可检测数量的胰多肽。
实施方式310：实施方式179-212或296-301的任一项的方法，其中所述FPU包含产生可检测数量的胰岛素、胰高血糖素、胰淀素、生长抑素、胰多肽和/或胃生长素的一种或更多种的细胞。
实施方式311：一种治疗需要人生长激素(hGH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式100、108或109的任一项的多个功能性生理单元(FPU)。
实施方式312：一种治疗需要促生长激素(STH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式101、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式313：一种治疗需要催乳素(PRL)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式102、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式314：实施方式313的方法，其中所述个体患有代谢综合征、动脉性勃起功能障碍、早泄、少精子症、精子活力不足、精囊的功能减退或雄激素缺乏症的一种或更多种。
实施方式315：一种治疗需要促肾上腺皮质激素(ACTH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式103、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式316：实施方式315的方法，其中所述个体患有Addison病。
实施方式317：一种治疗需要促黑素细胞激素(hGH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式104、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式318：实施方式317的方法，其中所述个体患有阿尔茨海默病。
实施方式319：一种治疗需要促甲状腺激素(TSH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式105、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式320：实施方式319的方法，其中所述个体患有或显现克汀病。
实施方式321：一种治疗需要促卵泡激素(FSH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式106、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式322：实施方式321的方法，其中所述个体患有或显现不育症或精子缺乏症。
实施方式323：一种治疗需要促黄体生成素(LH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式107、108或109的任一项的多个FPU。
实施方式324：实施方式323的方法，其中所述个体患有或显现低睾酮、低精子计数或不育症。
实施方式325：一种治疗需要抗利尿激素素(ADH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式113、115或116的任一项的多个FPU。
实施方式326：实施方式325的方法，其中所述个体患有下丘脑性尿崩症。
实施方式327：一种治疗需要催产素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式113、115或116的任一项的多个FPU。
实施方式328：一种治疗需要甲状腺素(T4)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式126、129或130的任一项的多个FPU。
实施方式329：实施方式328的方法，其中所述个体患有或显现智力迟钝、矮小、虚弱、昏睡、冷不耐受或月样圆面容。
实施方式330：一种治疗需要三碘甲状腺原氨酸(T3)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式127、129或130的任一项的多个FPU。
实施方式331：实施方式330的方法，其中所述个体患有心脏病。
实施方式332：实施方式330的方法，其中所述个体具有小于3.1pmol/L的T3血清浓度。
实施方式333：一种治疗需要降钙素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式127、129或130的任一项的多个FPU。
实施方式334：实施方式333的方法，其中所述个体患有骨质疏松症或慢性自体免疫性甲状腺机能减退。
实施方式335：一种治疗需要甲状旁腺激素(PTH)的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式135-137的任一项的多个FPU。
实施方式336：一种治疗需要醛固酮的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式143、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式337：实施方式336的方法，其中所述个体患有自发性低醛甾酮症、血肾素过高的低醛甾酮症、或血肾素过低的低醛甾酮症。
实施方式338：实施方式337的方法，其中所述个体患有慢性肾功能不全。
实施方式339：一种治疗需要18羟基11脱氧皮质酮的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式144、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式340：一种治疗需要氟氢可的松的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式145、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式341：一种治疗需要皮质醇的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式146、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式342：实施方式341的方法，其中所述个体患有急性肾上腺缺陷、Addison病或低血糖。
实施方式343：一种治疗需要非皮质醇糖皮质素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式147、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式344：一种治疗需要肾上腺素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式148、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式345：一种治疗需要肾上腺甾酮的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式149、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式346：一种治疗需要脱氢表雄甾酮的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式150、151或152的任一项的多个FPU。
实施方式347：一种治疗需要化合物的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式154或实施方式158的FPU，其中所述化合物是凝血因子I(纤维蛋白原)；凝血因子II(凝血酶原)；凝血因子V(因子五)；凝结因子VII(前转化素)；凝血因子IX(克里斯马斯氏因子)；凝血因子X(Stuart-Prower因子；凝血酶原酶)；凝血因子XI(血浆促凝血酶原激酶前体)；蛋白C(自凝血酶原IIA；血液凝固因子XIV)蛋白S和/或抗凝血酶。
实施方式348：一种治疗需要IGF-1的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式156的多个FPU。
实施方式349：一种治疗需要促血小板生成素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式156的多个FPU。
实施方式350：一种治疗需要胰高血糖素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式170或178的任一项的多个FPU。
实施方式351：一种治疗需要胰岛素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式171、173、174或178的任一项的多个FPU。
实施方式352：实施方式351的方法，其中所述个体患有糖尿病。
实施方式353：一种治疗需要胰淀素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式172-174或178的任一项的多个FPU。
实施方式354：一种治疗需要胃生长素的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式176或178的任一项的多个FPU。
实施方式355：一种治疗需要胰多肽的个体的方法，包括向所述个体施用实施方式177或实施方式178的多个FPU。
等同：
本文公开的组合物和方法在范围上不受到本文描述的具体实施方式的限制。实际上，除了描述的那些之外，组合物和方法的各种修改根据上述描述对于本领域技术人员而言是明显的。这种修改也将落在附随的权利要求的范围之中。
在此引用各种出版物、专利和专利申请，它们的公开内容通过将它们引用而完全合并在本文中。

Claims (25)

1.一种功能性生理单元(FPU)，其中所述FPU以连续的形式包含分离的细胞外基质(ECM)和至少一种类型的细胞，其中所述FPU执行器官或来自器官的组织的至少一种功能，其中所述FPU在体积上小于约1000微升，其中器官或来自器官的组织的所述至少一种功能是来自所述器官或组织的至少一种细胞类型特征性的蛋白质、生长因子、细胞因子、白细胞介素或小分子的生产，以及其中所述FPU处于可施用的或可注射的形式。
2.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约1微升。
3.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约100皮升。
4.权利要求1的FPU，其中所述FPU在体积上小于约10皮升。
5.权利要求1的FPU，包含不超过约105个细胞。
6.权利要求1的FPU，包含不超过约104个细胞。
7.权利要求1的FPU，另外包含合成的基质。
8.权利要求1的FPU，其中所述ECM来源于胎盘，并包含约35-55％的胶原蛋白和约10-30％的弹性蛋白。
9.权利要求1的FPU，其中所述至少一种类型的细胞包含自然杀伤(NK)细胞。
10.权利要求9的FPU，其中所述NK细胞包含CD56+CD16–胎盘中间体自然杀伤(PiNK)细胞。
11.权利要求1的FPU，其中所述FPU包含干细胞或祖细胞。
12.权利要求11的FPU，其中所述干细胞或祖细胞是胚胎干细胞、胚胎生殖细胞、诱导的多能干细胞、间质干细胞、骨髓衍生的间质干细胞、骨髓衍生的间充质基质细胞、组织塑性粘附的胎盘干细胞(PDAC)、脐带干细胞、羊水干细胞、羊膜衍生的粘附细胞(AMDAC)、成骨性胎盘粘附细胞(OPAC)、脂肪干细胞、角膜缘干细胞、牙髓干细胞、成肌细胞、内皮祖细胞、神经元干细胞、剥落的牙齿衍生的干细胞、毛囊干细胞、真皮干细胞、孤雌衍生的干细胞、重新编程的干细胞、羊膜衍生的粘附细胞或侧群干细胞。
13.权利要求1的FPU，其中所述FPU包含造血干细胞或造血祖细胞。
14.权利要求1的FPU，其中FPU包含组织培养塑性粘附的CD34–、CD10+、CD105+和CD200+胎盘干细胞。
15.权利要求1-14的FPU，其中所述FPU包含分化的细胞。
16.权利要求15的FPU，其中所述分化的细胞包含内皮细胞、上皮细胞、真皮细胞、内胚层细胞、中胚层细胞、成纤维细胞、骨细胞、软骨细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、肝细胞、胰腺细胞、或基质细胞。
17.权利要求15的FPU，其中所述分化的细胞包含唾液腺粘液细胞、唾液腺浆液细胞、von Ebner腺细胞、乳腺细胞、泪腺细胞、耵聍腺细胞、排泄汗腺暗细胞、排泄汗腺明细胞、顶泌汗腺细胞、Moll腺细胞、皮脂腺细胞、嗅腺细胞、Brunner腺细胞、精囊细胞、前列腺细胞、尿道球腺细胞、Bartholin腺细胞、Littre腺细胞、子宫内膜细胞、分离的杯状细胞、胃粘膜粘液细胞、胃腺产酶细胞、胃腺泌酸细胞、胰腺腺泡细胞、潘纳斯细胞、II型肺细胞、克立拉细胞，
促生长激素细胞、促乳素细胞、促甲状腺素细胞、促性腺细胞、促肾上腺皮质素细胞、中间垂体细胞、大细胞的神经分泌细胞、肠细胞、呼吸道细胞、甲状腺上皮细胞、滤泡旁细胞、甲状旁腺细胞、甲状旁腺主细胞、嗜酸细胞、肾上腺细胞、嗜铬细胞、赖氏细胞、卵泡膜内膜细胞、黄体细胞、颗粒黄体细胞、鞘黄体细胞、近血管球细胞、致密斑细胞、极周细胞、系膜细胞，
血管和淋巴管的血管内皮有窗细胞、血管和淋巴管的血管内皮连续细胞、血管和淋巴管的血管内皮脾细胞、滑膜细胞、浆膜细胞(内衬于腹腔、肋腔和围心腔)、扁平细胞、柱状细胞、暗细胞、前庭膜细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、血管纹基底细胞、血管纹缘细胞(内衬于耳的内淋巴间隙)、柯拉狄乌司氏细胞、伯特歇尔细胞、脉络丛细胞、柔脑脊膜扁平细胞、色素化的睫状体上皮细胞、无色素的睫状体上皮细胞、角膜内皮细胞、栓细胞，
呼吸道纤毛细胞、输卵管纤毛细胞、子宫内膜纤毛细胞、睾丸网纤毛细胞、输精小管纤毛细胞、有纤毛的室管膜细胞，
表皮角质形成细胞、表皮基底细胞、手指甲和脚趾甲的角质形成细胞、甲床基底细胞、髓质毛干细胞、皮层毛干细胞、表皮毛干细胞、表皮毛根鞘细胞、赫胥黎氏层的毛根鞘细胞、汉勒氏层的毛根鞘细胞、外部毛根鞘细胞、毛基质细胞，
复层扁平上皮的表面上皮细胞、上皮的基底细胞、泌尿上皮细胞，
柯替氏器的听觉内毛细胞、柯替氏器的听觉外毛细胞、嗅上皮的基底细胞、冷敏感的初级感觉神经元、热敏感的初级感觉神经元、表皮的Merkel细胞、嗅觉受体神经元、疼痛敏感的初级感觉神经元、光受体杆状细胞、光受体蓝敏视锥细胞、光受体绿敏视锥细胞、光受体红敏视锥细胞、本体感受性初级感觉神经元、触觉敏感的初级感觉神经元、I型颈动脉体细胞、II型颈动脉体细胞(血液pH感受器)、耳前庭I型毛细胞(加速度和重力)、耳前庭II型毛细胞、I型味蕾细胞，
胆碱能神经细胞、肾上腺素能神经细胞、肽能神经细胞，
柯替氏器的内柱细胞、柯替氏器的外柱细胞、柯替氏器的内指状细胞、柯替氏器的外指状细胞、柯替氏器的边缘细胞、柯替氏器的Hensen细胞、前庭支持细胞、味蕾支持细胞、嗅上皮支持细胞、Schwann细胞、卫星细胞、肠胶质细胞，
星形细胞、神经元、少突胶质细胞、纺锤神经元，
前晶状体上皮细胞、含晶状体蛋白的晶状体纤维细胞，
肝细胞、脂肪细胞、白色脂肪细胞、棕色脂肪细胞、肝脏脂肪细胞、
肾脏血管球泌酸细胞、肾脏血管球足状突细胞、肾脏近端小管刷状缘细胞、亨利氏袢细段细胞、肾脏远端小管细胞、肾脏集合导管细胞、I型肺细胞、胰管细胞、无横纹的管细胞、管细胞、肠刷状缘细胞、外分泌腺条纹管细胞、胆囊上皮细胞、输精小管无纤毛细胞、附睾主细胞、附睾基底细胞，
成釉质细胞上皮细胞、半月平面上皮细胞、柯替氏器齿间上皮细胞、疏松结缔组织成纤维细胞、角膜细胞、肌腱成纤维细胞、骨髓网状组织成纤维细胞、非上皮成纤维细胞、外膜细胞、髓核细胞、成牙骨质细胞/牙骨质细胞、成牙本质细胞、牙质细胞、透明软骨软骨细胞、纤维软骨软骨细胞、弹性软骨软骨细胞、成骨细胞、骨细胞、破骨细胞、骨祖细胞、透明细胞、星形细胞(耳)、肝脏星形细胞(Ito细胞)、胰腺星细胞，
红色骨骼肌细胞、白色骨骼肌细胞、中间骨骼肌细胞、肌梭的核袋细胞、肌梭的核链细胞、卫星细胞、普通心肌细胞、结节心肌细胞、Purkinje纤维细胞、平滑肌细胞、虹膜的肌上皮细胞、外分泌腺的肌上皮细胞、
网织红细胞、巨核细胞、单核细胞、结缔组织巨噬细胞、表皮郎格罕氏细胞、树突状细胞、小胶质细胞、嗜中性细胞、嗜曙红细胞、嗜碱性细胞、肥大细胞、辅助T细胞、抑制T细胞、细胞毒性T细胞、自然杀伤T细胞、B细胞、自然杀伤细胞，
黑色素细胞、视网膜色素化上皮细胞，
卵原细胞/卵细胞、精细胞、精母细胞、精原细胞、精子、卵泡细胞、足细胞、胸腺上皮细胞和/或间质肾脏细胞。
18.权利要求1的FPU，其中所述至少一种类型的细胞的细胞已经被遗传工程化以产生不由所述细胞天然地产生的蛋白质或多肽，或已经被遗传工程化以大于所述细胞天然产生的数量产生蛋白质或多肽，其中所述细胞的组合物包含分化的细胞。
19.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是肾上腺髓质素(AM)、血管生成素(Ang)、骨骼形态发生蛋白(BMP)、脑衍生的神经营养因子(BDNF)、表皮生长因子(EGF)、促红细胞生成素(Epo)、成纤维细胞生长因子(FGF)、胶质细胞系衍生的神经营养因子(GNDF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、生长分化因子(GDF-9)、肝细胞生长因子(HGF)、肝细胞瘤衍生的生长因子(HDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、迁移刺激因子、肌肉生长抑制素(GDF-8)、骨髓单核生长因子(MGF)、神经生长因子(NGF)、胎盘生长因子(PIGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、促血小板生成素(Tpo)、转化生长因子alpha(TGF-α)、TGF-β、肿瘤坏死因子alpha(TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)或Wnt蛋白。
20.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是AM、Ang、BMP、BDNF、EGF、Epo、FGF、GNDF、G-CSF、GM-CSF、GDF-9、HGF、HDGF、IGF、迁移刺激因子、GDF-8、MGF、NGF、PlGF、PDGF、Tpo、TGF-α、TGF-β、TNF-α、VEGF或Wnt蛋白的可溶受体。
21.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是白细胞介素-1alpha(IL-1α)、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35kDa alpha亚基、IL-12 40kDa beta亚基、IL-12alpha和beta亚基两者、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-23p19亚基和IL-23p40亚基一起、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-27B和IL-27-p28一起、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ。
22.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是IL-1α、IL-1β、IL-1F1、IL-1F2、IL-1F3、IL-1F4、IL-1F5、IL-1F6、IL-1F7、IL-1F8、IL-1F9、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12 35kDa alpha亚基、IL-12 40kDa beta亚基、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E、IL-17F同种型1、IL-17F同种型2、IL-18、IL-19、IL-20、IL-21、IL-22、IL-23p19亚基、IL-23p40亚基、IL-24、IL-25、IL-26、IL-27B、IL-27-p28、IL-28A、IL-28B、IL-29、IL-30、IL-31、IL-32、IL-33、IL-34、IL-35、IL-36α、IL-36β、IL-36γ的可溶受体。
23.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v。
24.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是IFN-α、IFN-β、IFN-γ、IFN-λ1、IFN-λ2、IFN-λ3、IFN-K、IFN-ε、IFN-κ、IFN-τ、IFN-δ、IFN-ζ、IFN-ω或IFN-v的可溶受体。
25.权利要求18的FPU，其中所述蛋白质或多肽是胰岛素、胰岛素原，或胰岛素的受体。
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