Science：科學家在小鼠身上「種出」了人類肝臟

作者：Dr.韋

前段時間，「割肝救女」的新聞在媒體上傳播開來。體重32公斤的母親為了挽救天生膽道閉鎖的8歲女兒，將自己三分之一的肝割給女兒，使女兒再獲新生。據了解，目前全球的肝移植供體嚴重缺乏，供需比超過1:5。我國這一供需矛盾更加突出，在中國內地，器官移植的供需比達到1:30。通過組織再生工程來培養人類肝臟已然成為了當前的研究熱點。

肝臟是唯一可以再生的器官，然而體外培養和再生人類肝臟卻是一個高遠的目標，因為人體肝細胞在實驗室中很難生長，它們在培養皿中很快就失去了肝臟功能。近年來，越來越多的科研工作者把目光移至動物體內培養人類肝臟。

7月19日，《科學轉化醫學》雜誌傳來了好消息，科學家們成功地在小鼠身上「種出」了人類肝臟。他們組裝了一種人類肝臟細胞「種子」，這些「種子」移植至小鼠體內可以生長至原來的50倍，生成的結構組織類似於人類天然肝臟，並且能發揮肝臟的功能。這項研究為肝臟再生提供了新途徑，並且可作為器官工程的一種潛在策略。

人類肝臟在小鼠體內再生

2011年，該研究團隊發現人類肝細胞聚集體可以在小鼠體內生長。他們在聚合物支架內組裝了人類肝細胞和起支撐作用的間質細胞，並證實了這種硬幣大小的人類肝臟組織能夠在免疫缺陷小鼠體內（具有正常的肝臟組織）穩定地生長數周。他們發現，移植的肝臟組織能夠與小鼠的循環系統融合，並接受血液供應以及執行一些正常的肝功能。

然而，這些植入組織含有的肝細胞少於100萬個，而一個健康的人類肝臟大概含有1000億個肝細胞。為了提高肝細胞的數量，研究人員決定利用肝細胞的一個關鍵優勢——能夠繁殖生成新的肝組織。

在這項研究中，他們使用三種基本類型的細胞構建了肝單元，設計了不同構型的人類原代肝細胞、人臍靜脈內皮細胞和成纖維細胞聚集體，將它們置於可降解的水凝膠中，然後將組裝成的「種子」移植至肝損傷小鼠的脂肪墊中。

一旦這些「種子」被植入到小鼠體內，就會從周圍環境中接收再生信號，包括生長因子、酶和分子。這些信號刺激內皮細胞形成血管，釋放刺激肝細胞增殖的因子，使原組織生長至原來的50倍。

他們將肝細胞「種子」移植至患有遺傳性肝病（絡氨酸血症）的小鼠體內。當使用修復誘導藥物治療時，小鼠的肝臟開始產生再生信號，研究人員預計接受移植的患者也會產生類似的信號。他們發現，與間歇性給葯治療的動物相比，人類肝臟組織在接受連續給葯治療的動物體內生長較少。

未來的方向

科研人員曾在培養皿中使用幹細胞來構建細胞器，這種方法也被用來研究生物及器官的形成。目前該研究團隊正在探索肝「種子」的最佳細胞來源。這項研究使用的是人類器官中的肝細胞，不過這些器官因從供體中取出後放置於冰上太久而無法再進行移植。他們認為應該還有其他的細胞來源，例如接受組織移植的患者肝細胞，或者是通過誘導多能幹細胞生成的肝細胞等。

雖然這項研究在肝臟再生領域獲得了突破，但是仍需開展進一步研究，才能應用至人類。

參考文獻：

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

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