慶應義塾大學的科學家們取得了一項重大突破,他們成功地生成了具有成熟代謝功能的人類成人肝細胞類器官。這些3D肝臟細胞培養物表現出複雜的肝臟活動,標誌著肝臟疾病研究的重大進展。這些類器官有效地複製了人體外的複雜肝臟生物學。
由五十嵐亮和小田真由美領導的研究團隊,利用冷凍保存的成人人類肝細胞,發現用腫瘤抑制素M(一種參與炎症信號通路的細胞因子)處理,可使類器官數量擴大一百萬倍。這一發現解決了之前在實驗室環境中觀察到的細胞生長限制,在實驗室環境中,肝細胞經常轉化為具有有限功能壽命的膽管細胞樣細胞。
這些肝細胞類器官維持了三個月以上的活力,有些甚至存活了長達六個月。分化後,類器官表現出關鍵的肝臟功能,包括葡萄糖、尿素、膽固醇和膽汁酸的合成。此外,它們形成了類似膽小管的網絡,模擬了肝臟的天然結構。當移植到肝功能受損的免疫缺陷小鼠體內時,類器官成功植入,取代了失去的肝細胞,並恢復了基本的肝臟功能。這一發展解決了肝臟移植中供體器官嚴重短缺的問題。
這些類器官為藥物研究和疾病建模提供了巨大的希望,提供了一種可再生且一致的代謝活躍的人類肝臟細胞來源。該團隊還使用基因編輯技術複製了病理狀態,例如鳥氨酸轉氨甲酰酶(OTC)缺乏症,進一步擴大了這項創新技術的潛在應用。