以不同分区内皮细胞构建肝类器官
2025 年 4 月 25 日，Advanced Science 发表一项肝脏分区类器官研究。清华大学（Tsinghua University）等机构团队关注肝小叶不同位置细胞的功能差异：中央静脉周围与门静脉周围的肝细胞，承担不同的代谢任务，普通均一培养往往难以呈现这种异质性。
团队从人胚胎干细胞获得肝细胞及肝窦内皮细胞，并分别建立具有中央静脉周围或门静脉周围特征的内皮细胞群。研究把这两类内皮细胞各自与肝细胞组合，比较内皮信号能否改变类器官中的肝细胞状态及药物相关功能。
这里的分区模型由两组类器官分别表现不同区域的特征。
内皮细胞特征与类器官分区标志
研究先用表达、蛋白染色及功能测量检查两类内皮细胞。中央静脉周围特征的细胞具有较高 WNT2 等分区相关信号，门静脉周围特征的细胞则呈现不同的标志物及能量代谢状态，两组均保留部分肝窦内皮相关特征。两类细胞还保留窗孔结构，并具有摄取乙酰化低密度脂蛋白的能力。两组还分别呈现静脉样和动脉样表达特征。
三维类器官在低黏附微孔中形成，肝细胞与内皮细胞共同分布于结构内部及外部。成像显示内皮细胞之间形成初步网络，肝细胞则在组织中分布。研究用这一多细胞环境考察细胞间作用，随后比较两组类器官的分子及代谢表型。
中央静脉周围模型中，WNT 相关表达及 GLUL、CYP2E1 等指标较高；门静脉周围模型中，ARG1 等指标较高。转录组分析还显示，两组中与谷氨酰胺合成、脂质合成、药物代谢和蛋白分泌有关的基因表达不同。
比较不同分区模型的代谢功能
中央静脉周围类器官的 CYP3A4 和 CYP2E1 酶活性高于另一组，门静脉周围类器官在尿素生成及相关醇代谢测量中表现更强。研究同时比较基因表达和实际功能。
两组类器官对肝毒物的反应也不同：中央静脉周围模型对四氯化碳更敏感，门静脉周围模型对烯丙醇更敏感，均表现为细胞活性降低及白蛋白分泌减少，与各自的代谢特点一致。
机制分析考察了内皮细胞的 ID1–WNT2 信号。改变 ID1 后，WNT2 及肝细胞中的相关分区指标随之变化；不同内皮共培养与 WNT 通路干预也产生相应表型。作者把这一信号轴列为内皮调节肝细胞区域特征的机制之一。
WNT 通路干预只能重现部分分区特征。抑制 WNT 时，中央静脉周围内皮共培养仍能提高肝细胞 CYP2E1；作者据此提出还有其他内皮分泌因子参与。初步比较中，胰高血糖素未诱导所测分区表型，EGF 改变 CDH1 却未改变 ARG1 指标。
脂肪性肝病类器官中的 Exendin-4 响应
在代谢功能障碍相关脂肪性肝病模型中，两组类器官接受脂肪酸相关刺激。中央静脉周围模型积累脂滴更快，脂滴总量也更高，与前面观察到的脂质代谢差异相对应。研究随后加入 GLP-1 受体激动剂 Exendin-4，比较组织及细胞层面的响应。
药物处理后，脂滴减少相对有限，甘油三酯含量却有所下降。野生型内皮细胞组成的模型还出现细胞存活改善、白蛋白分泌增加和 IL-6 降低。
团队进一步比较 GLP-1 受体减少的内皮细胞与正常内皮细胞。在所研究体系中，受体主要在内皮细胞中检出，肝细胞中未检测到该受体表达；在使用 GLP-1 受体减少的内皮细胞构建的模型中，Exendin-4 未显示出显著的功能及炎症指标改善。
二维比较中，Exendin-4 使正常内皮细胞产生 cAMP 响应，中央静脉周围内皮响应更高；肝细胞和 GLP-1 受体降低的内皮细胞未见该响应。三维模型的 CD31 信号增加也支持内皮细胞存活改善。作者另外观察到，减少外源脂肪酸供应比单用 Exendin-4 更能减少脂滴。
Exendin-4 作用于肝窦内皮细胞的线索
受体表达、信号响应和多细胞模型中的对照共同支持一种解释：Exendin-4 在这组肝类器官中可通过肝窦内皮细胞发挥作用，进而影响肝细胞功能。
两组分区模型仍有不对称的成熟度：门静脉周围内皮与人体对应细胞的表达相关性较弱，EFNB2、DLL4 等标志物和细胞状态仍不充分。肝细胞的分化阶段也影响分区形成，较成熟细胞难以被不同内皮群体诱导出相同差异。作者计划进一步增加细胞类型，并建立更接近体内的氧和营养环境。