我们的肝脏能够高效清除血液中的废物，这得益于其独特的区域化结构——肝脏由三个关键“区域”的肝细胞协同工作，每个区域负责特定的代谢任务。然而，科学家们一直面临着一个巨大的挑战：如何在实验室中复制这种复杂的区域化结构，以开发出能够修复受损肝脏的类器官。

近日，发表在《Nature》杂志上的一项突破性研究中，来自辛辛那提儿童医院的研究团队利用人类多能干细胞成功构建了多区域肝脏类器官（multi-zonal liver organoids, mZ-HLOs）。这些类器官在移植到胆管被结扎的啮齿动物体内后，显著提高了宿主的存活率。这一成果不仅为研究人类肝脏生物学和疾病提供了全新的模型，还为开发治疗致命肝脏疾病的新疗法铺平了道路。

研究团队通过向人类诱导多能干细胞（hiPSCs）中引入维生素C（抗坏血酸）和胆红素，成功诱导了具有区域特异性的肝前体细胞。这些细胞在实验室中自我组装，形成了包含三个肝区特征的类器官。单细胞RNA测序分析显示，这些类器官包含了门静脉周围（zone 1）、中间区（zone 2）和中央静脉周围（zone 3）的肝细胞，以及胆管细胞、内皮细胞和巨噬细胞等多种细胞类型。

这项研究的通讯作者Takanori Takebe博士表示：“这一新系统不仅能够模拟人类肝脏的复杂功能，还为研究糖尿病、药物性肝损伤、酒精性肝病和病毒性肝炎等疾病提供了全新的视角。”更重要的是，这些类器官有望加速药物开发，并为等待肝移植的患者提供新的治疗选择。

解决肝移植危机的关键一步

目前，美国有超过9000人在等待肝移植，每年约有2000人因等待器官而死亡。这一研究为解决这一危机提供了新的希望。通过构建患者自身的肝脏替代组织，科学家们有望减少对器官捐献的依赖。虽然人类肝脏类器官移植仍需数年时间，但这些类器官已在实验室中展现出巨大的潜力，可能帮助科学家找到预防肝病恶化的方法。

未来展望

尽管取得了这一里程碑式的进展，科学家们仍在努力优化类器官的区域化发育过程。未来的研究将集中在开发化学方法而非基因编辑，以触发类器官的区域特异性发育。这将使在个人层面上研究疾病发展和药物反应变得更加实用。

总的来说，这项研究不仅为肝脏疾病的治疗带来了新的希望，也为器官再生医学领域注入了新的活力。随着技术的不断进步，我们正朝着一个不再依赖器官捐献的未来迈进。

参考资料：Hasan Al Reza et al, Multi-zonal liver organoids from human pluripotent stem cells, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08850-1.

来源：生物谷

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