Science：科学家在小鼠身上“种出”了人类肝脏

作者：Dr.韦

前段时间，“割肝救女”的新闻在媒体上传播开来。体重32公斤的母亲为了挽救天生胆道闭锁的8岁女儿，将自己三分之一的肝割给女儿，使女儿再获新生。据了解，目前全球的肝移植供体严重缺乏，供需比超过1:5。我国这一供需矛盾更加突出，在中国内陆，器官移植的供需比达到1:30。通过组织再生工程来培养人类肝脏已然成为了当前的研究热点。

肝脏是唯一可以再生的器官，然而体外培养和再生人类肝脏却是一个高远的目标，因为人体肝细胞在实验室中很难生长，它们在培养皿中很快就失去了肝脏功能。近年来，越来越多的科研工作者把目光移至动物体内培养人类肝脏。

7月19日，《科学转化医学》杂志传来了好消息，科学家们成功地在小鼠身上“种出”了人类肝脏。他们组装了一种人类肝脏细胞“种子”，这些“种子”移植至小鼠体内可以生长至原来的50倍，生成的结构组织类似于人类天然肝脏，并且能发挥肝脏的功能。这项研究为肝脏再生提供了新途径，并且可作为器官工程的一种潜在策略。

人类肝脏在小鼠体内再生

2011年，该研究团队发现人类肝细胞聚集体可以在小鼠体内生长。他们在聚合物支架内组装了人类肝细胞和起支撑作用的间质细胞，并证实了这种硬币大小的人类肝脏组织能够在免疫缺陷小鼠体内（具有正常的肝脏组织）稳定地生长数周。他们发现，移植的肝脏组织能够与小鼠的循环系统融合，并接受血液供应以及执行一些正常的肝功能。

然而，这些植入组织含有的肝细胞少于100万个，而一个健康的人类肝脏大概含有1000亿个肝细胞。为了提高肝细胞的数量，研究人员决定利用肝细胞的一个关键优势——能够繁殖生成新的肝组织。

在这项研究中，他们使用三种基本类型的细胞构建了肝单元，设计了不同构型的人类原代肝细胞、人脐静脉内皮细胞和成纤维细胞聚集体，将它们置于可降解的水凝胶中，然后将组装成的“种子”移植至肝损伤小鼠的脂肪垫中。

一旦这些“种子”被植入到小鼠体内，就会从周围环境中接收再生信号，包括生长因子、酶和分子。这些信号刺激内皮细胞形成血管，释放刺激肝细胞增殖的因子，使原组织生长至原来的50倍。

他们将肝细胞“种子”移植至患有遗传性肝病（络氨酸血症）的小鼠体内。当使用修复诱导药物治疗时，小鼠的肝脏开始产生再生信号，研究人员预计接受移植的患者也会产生类似的信号。他们发现，与间歇性给药治疗的动物相比，人类肝脏组织在接受连续给药治疗的动物体内生长较少。

未来的方向

科研人员曾在培养皿中使用干细胞来构建细胞器，这种方法也被用来研究生物及器官的形成。目前该研究团队正在探索肝“种子”的最佳细胞来源。这项研究使用的是人类器官中的肝细胞，不过这些器官因从供体中取出后放置于冰上太久而无法再进行移植。他们认为应该还有其他的细胞来源，例如接受组织移植的患者肝细胞，或者是通过诱导多能干细胞生成的肝细胞等。

虽然这项研究在肝脏再生领域获得了突破，但是仍需开展进一步研究，才能应用至人类。

参考文献：

In situ expansion of engineered human liver tissue in a mouse model of chronic liver disease .  DOI: 10.1126/scitranslmed.aah5505