肝脏类器官与适当的血管网络已经成功制造出来，这是由东京科学研究所和辛辛那提儿童医院医学中心的研究人员报告的。这项进展解决了在实验室培养组织中复制肝脏复杂脉管系统的主要难题。使用一种新颖的3D培养系统，研究人员实现了四种不同前体细胞类型的自我组织，形成功能性类器官，能够产生血友病A小鼠模型中的基本凝血因子。
在过去十年中，类器官已成为生物医学研究的主要焦点。这些简化的实验室培育器官可以模仿人类生物学的重要方面，成为研究疾病和测试药物的便捷而强大的工具。然而，复制真实器官中发现的复杂排列和血管网络仍然是一个主要障碍。对于肝脏来说尤其如此，其代谢和解毒功能依赖于其高度特化的脉管系统。
由于这些限制，科学家们尚未充分挖掘肝脏类器官在研究和治疗肝脏疾病方面的潜力。例如，在血友病A中，身体无法产生足够的关键凝血因子，目前的治疗方法通常涉及昂贵且频繁的注射。一个理想的长期解决方案是恢复身体自身产生凝血因子的能力，理论上可以通过含有完全功能性血管结构的肝脏类器官实现，这些结构被称为窦状隙。
在最近的一项研究中，由日本东京科学大学综合研究所的Takanori Takebe教授和美国辛辛那提儿童医院医学中心领导的研究团队成功制造出世界上第一个含有真实窦状血管的肝脏类器官。他们的研究于2025年6月25日在线发表在《自然生物医学工程》杂志上，描述了一种新型的培养方法，使四种不同类型的祖细胞能够自我组织成功能性肝脏类器官。
首先，研究人员建立了一种可靠的技术，从人类诱导多能干细胞中产生肝脏窦内皮祖细胞（LSEPs），这在以前的研究中被证明是困难的。他们通过仔细的培养方案和对干细胞分化为内皮细胞时关键转录变化的及时分析实现了这一点。
之后，研究人员开发了一种创新的3D培养方法，称为倒置多层气-液界面（IMALI），这涉及在特殊凝胶环境中排列多种细胞类型。当使用IMALI方法培养时，肝内胚层细胞、间充质细胞、动脉内皮细胞和LSEPs会自我组织成直径约3毫米的圆顶状肝脏类器官。
通过详细的基因分析，研究团队发现这些类器官发育出四种不同类型的血管细胞，随着时间的推移，窦状血管细胞逐渐占主导地位。Takebe解释说：“这项技术为在类器官中嵌入器官特异性血管结构提供了一种基础方法，有助于理解人类生物学和疾病。”
最重要的是，这些类器官能够准确复制一些关键的肝脏代谢功能，包括稳定产生凝血因子。当移植到血友病A小鼠模型中时，类器官显著改善了出血症状，持续时间长达5个月。在使用来自凝血功能障碍患者的血浆样本测试中也获得了有利结果。
这些发现突显了正确血管化的类器官的真正潜力，正如Takebe所言：“我们改进的类器官可能支持凝血障碍和终末期肝衰竭的再生疗法的发展，以及药物发现和疾病建模。”这项技术可能会推动个性化医学的进步，其中从患者自身细胞生长的类器官可用于提供定制治疗，或作为评估药物反应的测试平台。
研究团队计划进一步探索这些肝脏类器官的应用，并评估其在临床使用中的长期稳定性和安全性。进一步的努力甚至可以将从本研究中获得的见解扩展到其他类型的类器官。
【全文结束】
