人造迷你肝脏在体外成功模拟人体肝组织

每年，全球因慢性和终末期肝病死亡的人数超过200万。啮齿动物模型虽增进了对肝脏生物学的理解，但物种差异（如代谢和毒性方面）使得将潜在治疗靶点转化为有效人类疗法面临巨大挑战。人类肝脏单细胞和空间转录组学揭示了细胞异质性，然而静态分析无法反映疾病发生发展的动态过程。原代肝细胞难以在体外扩增，癌细胞系存在遗传漂移，重编程肝细胞虽能增殖但表型不稳定，且这些模型均无法重现体内肝细胞形成的三维胆小管结构，难以模拟复杂疾病状态或患者特异性特征。

类器官作为能更好预测治疗结果的模型应运而生。本研究首先从28名不同患者中培育出人类肝细胞类器官（h-HepOrgs）。患者来源的肝细胞类器官可在体外长期扩增肝细胞，并维持患者特异性基因表达、胆小管特征及体内组织功能。移植后，扩增的h-HepOrgs能挽救肝病小鼠模型的表型。通过将h-HepOrgs与门脉间充质细胞及已发表的胆管细胞类器官相结合，研究人员构建出患者特异性门管周肝组装体，该组装体保留了门管周肝组织的组织学排列、基因表达和细胞相互作用，胆管细胞和间充质细胞嵌入肝细胞实质中。

研究发现，WNT和YAP信号是肝脏再生和癌症的已知驱动因素，通过在培养基中添加WNT替代物和LATS1/2抑制剂，成功实现h-HepOrgs的长期扩增。分化后的h-HepOrgs能重现体内肝细胞的复杂细胞极性，胆小管网络更长、分支更多，且不同患者的胆小管形态存在差异，表明该模型可捕捉人类组织中观察到的不同胆小管形态。h-HepOrgs还能保留患者间的变异性，其转录组与原代肝细胞高度相关，可用于患者特异性肝病建模。

门管周肝组装体的构建过程中，研究人员先分离并富集门脉成纤维细胞，然后按一定比例混合h-HepOrgs、胆管细胞和门脉成纤维细胞，形成的组装体在细胞组成和比例上与体内组织高度相似。单细胞RNA测序分析显示，组装体中的细胞与人类肝脏细胞图谱中的对应细胞高度重叠，且肝细胞表现出更多门管周标志物的表达，尿素合成和糖异生等门管周功能优于单独培养的肝细胞类器官。

通过增加间充质细胞数量，研究人员构建出“纤维化样”组装体，该组装体能模拟人类胆汁淤积性纤维化的某些方面，如胆管细胞增殖、胶原沉积、肝细胞凋亡及炎症信号通路激活等，与原发性硬化性胆管炎等患者的纤维化组织特征相似。

总之，这种人类门管周肝组装体系统为研究人类肝脏病理生理学、加速药物开发、实现早期诊断和推进个性化医疗提供了一种新型体外平台。