Science：科学家小鼠身上培育人类肝脏，干细胞或可成为其肝细胞来源
时间：2017-07-25
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肝脏细胞与干细胞一样，同样具有再生与分化功能，众所周知，牙髓干细胞、口腔干细胞等间充质干细胞具有极强的分化能力，因此肝脏是唯一可以再生的器官。
肝脏细胞与干细胞一样，同样具有再生与分化功能，众所周知，牙髓干细胞、口腔干细胞等间充质干细胞具有极强的分化能力，因此肝脏是唯一可以再生的器官。
7月19日，《科学转化医学》杂志传来了好消息，科学家们成功地在小鼠身上“种出”了人类肝脏。他们组装了一种人类肝脏细胞“种子”，这些“种子”移植至小鼠体内可以生长至原来的50倍，生成的结构组织类似于人类天然肝脏，并且能发挥肝脏的功能。这项研究为肝脏再生提供了新途径，并且可作为器官工程的一种潜在策略。
2011年，该研究团队发现人类肝细胞聚集体可以在小鼠体内生长。他们在聚合物支架内组装了人类肝细胞和起支撑作用的间质细胞，并证实了这种硬币大小的人类肝脏组织能够在免疫缺陷小鼠体内（具有正常的肝脏组织）稳定地生长数周。他们发现，移植的肝脏组织能够与小鼠的循环系统融合，并接受血液供应以及执行一些正常的肝功能。
然而，这些植入组织含有的肝细胞少于100万个，而一个健康的人类肝脏大概含有1000亿个肝细胞。为了提高肝细胞的数量，研究人员决定利用肝细胞的一个关键优势——能够繁殖生成新的肝组织。
在这项研究中，他们使用三种基本类型的细胞构建了肝单元，设计了不同构型的人类原代肝细胞、人脐静脉内皮细胞和成纤维细胞聚集体，将它们置于可降解的水凝胶中，然后将组装成的“种子”移植至肝损伤小鼠的脂肪垫中。
一旦这些“种子”被植入到小鼠体内，就会从周围环境中接收再生信号，包括生长因子、酶和分子。这些信号刺激内皮细胞形成血管，释放刺激肝细胞增殖的因子，使原组织生长至原来的50倍。
他们将肝细胞“种子”移植至患有遗传性肝病（络氨酸血症）的小鼠体内。当使用修复诱导药物治疗时，小鼠的肝脏开始产生再生信号，研究人员预计接受移植的患者也会产生类似的信号。他们发现，与间歇性给药治疗的动物相比，人类肝脏组织在接受连续给药治疗的动物体内生长较少。
科研人员曾在培养皿中使用干细胞来构建细胞器，这种方法也被用来研究生物及器官的形成。目前该研究团队正在探索肝“种子”的最佳细胞来源。这项研究使用的是人类器官中的肝细胞，不过这些器官因从供体中取出后放置于冰上太久而无法再进行移植。他们认为应该还有其他的细胞来源，例如接受组织移植的患者肝细胞，或者是通过诱导多能干细胞生成的肝细胞等。成体间充质干细胞中活性最强的是牙髓干细胞，活性是其他来源成体干细胞的三倍以上，分化能力极强，在特定的环境下，可培养成多种组织器官，可提取于儿童乳牙或成人智齿，或可成为肝细胞的培养源。