诱导多能干细胞衍生芽器官移植产生的人体血管化和功能性肝脏

摘要：治疗终末期器官功能衰竭的供体器官严重短缺，迫切需要诱导多能干细胞（iPSCs）来源的人体器官。尽管有许多功能性细胞分化的报告，但至今还没能成功地研究出一个三维的血管化器官如肝脏。为此，研究人员通过体外移植人类iPSCs来源的肝芽（iPSC-LBs）获得了具有人体血管和功能性的肝脏。特异的肝细胞（向肝细胞分化的未成熟内胚层细胞）主要通过内皮细胞和间充质细胞之间的相互作用，从而自我组织成三维的iPSC-LBs。免疫染色和基因表达分析揭示了体外生长的iPSC-LBs和体内肝芽之间的相似性。在iPSC-LB移植中，人体血管只要在48小时内连接到宿主血管上就可以具有功能。只要有功能的血管形成，便可促进iPSC-LBs形成类似成人的肝脏组织。在受体肝没有被取代的情况下，高代谢iPSC，衍生组织可发挥肝细胞特异性功能，如蛋白质的产生和人类特异性的药物代谢。此外，在药物诱发的致命肝功能衰竭模型中，iPSC-LBs的肠系膜移植可以缓解该肝功能衰竭模型。据分析，这是第一次报告由iPSCs产生的功能性人体器官。虽然将这些技术应用于临床为患者治疗还需继续努力，但这已经证明芽器官移植的概念示范为再生医学研究提供了一个很有前途的新方法。