庆应义塾大学的科学家们取得了一项重大突破,他们成功地生成了具有成熟代谢功能的人类成人肝细胞类器官。这些3D肝脏细胞培养物表现出复杂的肝脏活动,标志着肝脏疾病研究的重大进展。这些类器官有效地复制了人体外的复杂肝脏生物学。
由五十岚亮和小田真由美领导的研究团队,利用冷冻保存的成人人类肝细胞,发现用肿瘤抑制素M(一种参与炎症信号通路的细胞因子)处理,可使类器官数量扩大一百万倍。这一发现解决了之前在实验室环境中观察到的细胞生长限制,在实验室环境中,肝细胞经常转化为具有有限功能寿命的胆管细胞样细胞。
这些肝细胞类器官维持了三个多月的活力,有些甚至存活了长达六个月。分化后,类器官表现出关键的肝脏功能,包括葡萄糖、尿素、胆固醇和胆汁酸的合成。此外,它们形成了类似胆小管的网络,模拟了肝脏的天然结构。当移植到肝功能受损的免疫缺陷小鼠体内时,类器官成功植入,取代了失去的肝细胞,并恢复了基本的肝脏功能。这一发展解决了肝脏移植中供体器官严重短缺的问题。
这些类器官为药物研究和疾病建模提供了巨大的希望,提供了一种可再生且一致的代谢活跃的人类肝脏细胞来源。该团队还使用基因编辑技术复制了病理状态,例如鸟氨酸转氨甲酰酶(OTC)缺乏症,进一步扩大了这项创新技术的潜在应用。