从人肝细胞建立 28 位供者的可扩增模型

德国与韩国合作团队在 Nature 报告了一套人肝组织体外模型。团队从切除组织中取经组织学确认的正常非肿瘤肝组织,另使用冻存原代肝细胞,通过扩增、分化和多细胞组装,比较肝细胞功能及个体差异。

肝细胞经灌流分离后,采用上皮细胞黏附分子(EpCAM)磁性分选去除胆管细胞;EpCAM 阴性组用于建立肝细胞类器官,阳性组另建胆管类器官。激活 WNT 和 Yes 关联蛋白(YAP)相关信号,并去除烟酰胺后,类器官可按每周 1:2 比例传代超过 3 个月。

研究共建立 28 位供者的类器官,年龄 11–85 岁,包括 5 份冻存肝细胞样本。分化条件减少扩增相关刺激,保留 WNT 并加入地塞米松,使胆小管更细长、连接增加,部分肝细胞功能基因和药物代谢相关基因上调。

扩增与分化条件下的人肝细胞类器官:比较增殖标志、YAP 定位、胆小管结构、基因表达和肝小叶分区标志。

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扩增与分化条件下的人肝细胞类器官:比较增殖标志、YAP 定位、胆小管结构、基因表达和肝小叶分区标志。(Lei Yuan et al. / Nature, 2025, Fig. 2;CC BY 4.0;NLM/PMC)

单酶底物与维拉帕米测量的比较结果不同

在细胞色素 P450(CYP)的底物检测中,分化类器官的 CYP2C9 活性与培养 7 天的原代肝细胞接近,CYP3A4 活性略低;培养 1 天的原代细胞在这 2 种底物检测中更高。研究分别以 7 位类器官供者、4 位 7 天原代供者和 9 位 1 天原代供者比较相应活性,并按细胞数归一化。

维拉帕米试验则呈现不同结果。4 μM 药物处理 6 小时后,团队用直接进样串联质谱分别检测上清和细胞中的去甲维拉帕米,合并后按每 10,000 个细胞、每小时计算产物生成率。3 位供者的分化类器官产物生成显著高于培养 1 天的原代细胞,供者之间也有差异。

作者提出,多种参与维拉帕米代谢的 CYP 协同或持续表达,可能解释该结果。

门管区多细胞组装增强尿素和糖异生

团队把肝细胞类器官与胆管细胞、门管区成纤维细胞共同组装,条件允许时使用同一供者。96 孔优化采用 1 个肝类器官、25 个成纤维细胞和 100 个胆管细胞;后续使用 AggreWell 放大制备。组装体中出现胆管腔、邻近间质及周围肝细胞的组织关系。

与单独分化的肝类器官相比,组装体的尿素生成和糖异生增加,而与中央静脉周围肝细胞相关的药物代谢能力较弱;白蛋白分泌随培养增加。尿素试验有 3 位供者,糖异生有 4 位供者。

增加门管区间质细胞比例后,模型还出现胆管扩增、肝细胞减少与纤维化相关转录变化。当前组装体缺少免疫细胞、其他间质组分及门静脉和肝动脉,因此尚未形成完整的门管区结构。

来源与延伸阅读

  1. Human assembloids recapitulate periportal liver tissue in vitro. Nature (2025). ↗