生物通報道  將人類誘導多能干細胞(iPSCs)衍生的肝細胞，與在發育上極其重要的一些祖細胞共培養，研究人員證實這些細胞可以自己組織形成具有功能的三維肝芽。研究人員發現，這些肝芽在某些方面顯示了與人類肝臟相似的新陳代謝，當移植到小鼠體內時，肝芽與宿主循環系統連接到了一起。這項新研究工作發表在7月3日的《自然》（Nature）雜志上。

威斯康星大學醫學院再生醫學中心主任Stephen Duncan（未參與該研究）說：“我認為在這篇論文中研究人員的工作質量非常的高。他們通過加入可生成適當生長因子的細胞，使得iPSCs分化……然后這些細胞自發地形成了這些三維聚集物，進而形成了一個初步的脈管系統。”

當前，全球有超過10萬末期器官衰竭患者在等待器官移植。由于缺少器官供者，數十年來科學家們一直試圖從頭開始構建移植器官。1981年發現胚胎干細胞，為在實驗室中培育出定制器官帶來了希望。iPSCs的發現為生成來自患者自身未分化細胞的器官提供了可能性，并將有可能解決組織相容性這一問題。

“如果你可以用iPSCs生成一個真正具有功能的器官，那么你將會獲得一個無限制的備用部件箱，里面的部件在遺傳上與個體相匹配，”Duncan說。

“大部分從事器官生成研究工作的研究人員，都將焦點放在一個組成元件：用人類iPSCs分化出功能性細胞上。這不是一種有效的方法，因此我們提出了三維器官生成的一個新概念，”研究的領導者、日本橫濱市立大學再生醫學專家akanori Takebe說。

首先，研究人員利用iPSCs培育出了人類肝細胞，然后在加入兩種發育上極其重要的細胞類型——人類臍靜脈內皮細胞和人類間充質干細胞。研究人員發現，在這三種細胞類型混合到一起的48小時內，肝細胞團開始自組織形成三維團塊，并生成了血管。

微陣列分析83個已知在肝臟發育過程中處于活性狀態的基因，揭示相比于其他研究團體生成的iPSC 衍生肝細胞，iPSC衍生肝芽中的基因表達與人類胎肝組織更為相似。研究人員還發現，肝芽以一種與人類代謝相似的方式分解了某些藥物。此外，移植肝芽相比于其他iPSC衍生肝細胞生成了更高水平的人類血清白蛋白（一種重要的肝臟代謝物）。

Takebe研究小組還將肝芽移植到了免疫缺陷小鼠的大腦中，并通過植入到顱骨中的一個窗口他們觀察了組織塊。熒光成像肝芽內血管，揭示這些血管在移植48小時內與小鼠的脈管系統形成了暢通無阻的連接。

美國維克森林醫學院生物工程學家Shay Soker認為，這一研究是一個重要的技術成果。但他也還是質疑這一技術是否能夠擴展制造出可用的人類肝臟。

Takebe表示：“制造出能夠移植到人類的足夠大的肝芽，是非常重要的一步。肝臟是由100-1000億個肝細胞組成。我們需要建立一種新的自動培育系統，使得能夠制造出大型的肝芽。”

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant

A critical shortage of donor organs for treating end-stage organ failure highlights the urgent need for generating organs from human induced pluripotent stem cells (iPSCs)1. Despite many reports describing functional cell differentiation2, 3, 4, no studies have succeeded in generating a three-dimensional vascularized organ such as liver. Here we show the generation of vascularized and functional human liver from human iPSCs by transplantation of liver buds created in vitro (iPSC-LBs). Specified hepatic cells (immature endodermal cells destined to track the hepatic cell fate) self-organized into three-dimensional iPSC-LBs by recapitulating organogenetic interactions between endothelial and mesenchymal cells5. Immunostaining and gene-expression analyses revealed a resemblance between in vitro grown iPSC-LBs and in vivo liver buds……