“多区域”肝脏类器官代表了实验室培养肝脏组织发展的重要进步。
我们肝脏清除血液系统废物的出色能力有一个原因是，该器官根据三个关键“区域”运作，这些区域执行特定的主要任务。因此，如果科学家希望创造自我生长的肝脏类器官组织补丁，以帮助修复受损的器官，那么实验室培养的组织忠实地再现这些区域就显得尤为重要。
在2025年4月16日发表在《自然》杂志上的一篇开创性论文中，辛辛那提儿童医院的一个类器官医学专家团队报告说，成功实现了这一里程碑——使用人类干细胞制成。当这些人化类器官植入到肝胆系统已经断开的啮齿动物体内时，改进后的类器官几乎使啮齿动物的生存率翻了一番。
研究的相应作者、高桥武取（Takanori Takebe）医生表示：“研究界长期以来需要一个更好的模型来研究人类肝脏生物学和疾病，因为在人类肝脏中存在的突出肝细胞多样性和相关功能的协调在啮齿动物身上并不存在。这个新系统为研究，最终治疗各种致命肝脏疾病铺平了道路。”
高桥是辛辛那提儿童医院干细胞与类器官医学中心（CuSTOM）的商业创新主任。他已经研究肝脏类器官的生长方法超过13年。他实验室的突破包括生产第一套三个连接在一起生长的类器官，一种用于研究目的批量生产肝脏类器官的新方法，以及经过基因工程改造的肝脏类器官，这些器官可能在某天有助于治疗严重的黄疸。
在短期内，这些多区域肝脏类器官将帮助科学家为包括糖尿病、药物诱导的肝损伤、酒精相关肝病和病毒性肝炎在内的疾病提供新的见解。反过来，这项工作可能加速药物开发和其他恢复肝脏健康的方法。
从长远来看，对于在等待肝脏移植名单上的人，这项研究使医学界离“生长”患者自身的肝脏替代组织更近了一步，而不再依赖于器官捐赠。
根据联邦器官采购与移植网络，目前有超过9,000名美国人登记在等待肝脏移植名单上。每年估计有2,000人因等待而死亡，而更多的人则永远不能成为合格的捐赠者。
“这个发现令人兴奋，原因有很多，” CuSTOM联合主任艾伦·佐恩（Aaron Zorn）博士说。“从一个层面来看，它表明我们在实验室中培养能够准确模拟人类肝脏功能的肝脏组织方面迈出了重要的一步。尽管人类肝脏类器官移植至少还有几年的时间，但在实验室，这些特殊组织可能帮助我们找到防止人们需要肝脏移植的方法。”
接下来会怎样？
这项新研究详细介绍了新类器官的开发过程及其功能，包括直到单细胞水平的遗传信息。但要充分理解类器官与自然人类器官发育的比较，还需要更多的研究。
科学家们还在努力开发化学方法，而不是基因编辑，以促进新类器官中的区域发展。这将使得在个人层面上研究疾病发展和药物反应变得更具实用性。
然而在短期内，利用这些新肝脏类器官在实验室环境中更准确地预测药物代谢和毒性可能是这一创新所带来的最大医学影响，佐恩说。
关于这项研究
辛辛那提儿童医院的共同作者包括哈桑·阿尔·瑞扎（Hasan Al Reza）硕士、康妮·圣坦杰罗（Connie Santangelo）硕士、阿比德·阿尔·瑞扎（Abid Al Reza）博士、岩泽健太郎（Kentaro Iwasawa）医生、凯瑟琳·格拉泽（Kathryn Glaser）硕士、亚历山大·邦多克（Alexander Bondoc）医生和乔纳森·梅罗拉（Jonathan Merola）医生。
这项研究得到了辛辛那提儿童医院几个共享设施成员的支持：共聚焦成像核心、病理研究核心、全能干细胞设施、转基因动物和基因组编辑核心、兽医服务设施和单细胞基因组学核心。
这项工作的资金来源包括辛辛那提儿童医院研究基金会的CURE拨款、福克转型奖、美国国立卫生研究院院长的新创新者奖（DP2 DK128799-01）、美国国立卫生研究院拨款（R01DK135478）、来自日本医学研究开发机构的拨款，以及武田科学基金会和三菱基金会的支持。
