
全球每年有超过 200 万人死于慢性和终末期肝病,传统研究依赖的动物模型因物种差异难以完全复刻人类肝脏生理特征,而肝细胞体外培养又长期面临难以扩增、功能退化的难题。近日网上炒股配资平台,发表在《Nature》杂志上的一项研究成功破解了这一困境 —— 科学家开发出能长期存活的人类肝细胞类器官,并进一步构建出模拟肝脏门周组织的 "组装体",为肝病研究、药物研发和个性化医疗开辟了新路径。
核心突破 1:肝细胞类器官实现长期扩增,保留患者特异性
研究团队从 28 名患者(年龄 11-85 岁)的肝脏组织中,通过胶原酶灌注和细胞分选技术分离出原代肝细胞,利用 WNT 和 YAP 信号通路激活技术,开发出人类肝细胞类器官(h-HepOrgs)。这些 "迷你肝细胞集群" 具有三大优势:
长期增殖能力:在优化后的培养体系中可连续传代超过 3 个月,分裂次数达 10 次以上,解决了原代肝细胞体外培养迅速死亡的痛点; 功能稳定性:保留了体内肝细胞的关键特征,能形成类似肝脏的胆小管结构,具备白蛋白分泌、药物代谢等核心功能,部分药物代谢效率甚至优于短期培养的原代肝细胞; 患者特异性:不同患者来源的类器官能维持自身独特的基因表达特征,包括与肝炎感染、肝癌风险相关的特异性基因。展开剩余70%更重要的是,这些类器官冷冻复苏后仍能保持增殖活性,研究团队已建立包含 28 名 donors 的 "活体生物库",为后续研究提供了宝贵资源。在动物实验中,将分化后的类器官移植到肝病小鼠模型中,成功挽救了小鼠的致命表型,证明其体内功能有效性。
核心突破 2:门周组装体还原肝脏复杂结构,复刻细胞互作
肝脏门周区域是胆管、肝细胞和间充质细胞相互作用的关键部位,与胆道疾病密切相关。研究团队将 h-HepOrgs 与胆管细胞类器官、门周成纤维细胞按体内生理比例混合,在特殊培养体系中自组装形成 "门周肝组装体":
结构高度仿真:三种细胞自发形成类似体内的组织架构,胆管细胞形成含腔道的导管结构,门周成纤维细胞与胆管细胞基底侧紧密接触,嵌入肝细胞实质中,80% 的组装体能重现体内门周组织的空间排布; 功能协同性强:组装体的尿素合成、糖异生等门周特异性功能优于单一肝细胞类器官,白蛋白分泌量随培养时间持续提升,最终达到与肝细胞类器官相当的水平; zonation 特征明显:肝细胞呈现门周 - 中央静脉区域化基因表达梯度,部分细胞表达门周特异性标志物,更贴近真实肝脏的功能分区特征。核心突破 3:成功模拟胆道纤维化,助力疾病机制研究
通过增加组装体中间充质细胞的比例(20 倍于正常水平),研究团队成功构建出 "纤维化样组装体",其表型与人类胆道纤维化患者的病理特征高度吻合:
病理特征复刻:胆管细胞数量显著增加、肝细胞凋亡增多,组织呈现囊性样改变,与原发性硬化性胆管炎(PSC)患者的肝脏组织表型一致; 分子机制匹配:纤维化组装体中胶原沉积相关基因、炎症信号通路(TNF、IL-6、JAK-STAT)显著激活,与临床纤维化肝脏的转录组特征高度相关; 细胞转化现象:部分肝细胞表达胆管细胞标志物,提示存在肝细胞向胆管细胞转分化的过程,为纤维化进程中细胞表型转换的机制研究提供了直接模型。应用前景:从基础研究到临床转化的全链条价值
这项技术的突破为肝脏研究带来多重变革:
在疾病研究方面,解决了传统模型无法模拟人类肝脏复杂细胞互作的难题,为胆道纤维化、 cholestasis 等疾病的发病机制研究提供了更精准的体外平台;
在药物研发领域,患者特异性类器官可用于个性化药物代谢测试和毒性筛选,避免因个体差异导致的药物疗效不佳或不良反应;
在临床治疗方面,类器官生物库为肝细胞移植提供了潜在的细胞来源,未来有望通过基因编辑技术修正患者特异性致病基因,开发个性化细胞治疗方案。
引用出处
Yuan, L., Dawka, S., Kim, Y.网上炒股配资平台, et al. Human assembloids recapitulate periportal liver tissue in vitro. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09884-1
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