研究團(tuán)隊說，如果該過程被證明是安全的，移植物將可以取代成人30%的正常肝功能，這將改變許多肝功能衰竭患者的治療現(xiàn)狀。
為了構(gòu)建肝芽，研究人員使用了3種不同類型的人類細(xì)胞：先將人類皮膚細(xì)胞重編程為iPS細(xì)胞，并讓其分化成表達(dá)肝臟基因的早期肝細(xì)胞；然后加入從臍帶血中提取的內(nèi)皮細(xì)胞（負(fù)責(zé)指揮血管排列），以及制造骨骼、軟骨和脂肪的間充質(zhì)干細(xì)胞。他們吃驚地發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞自行安排，逐漸長成球狀的細(xì)胞簇，就如同肝臟在人類胚胎中的zui初期發(fā)育一樣。
細(xì)胞簇在兩個月內(nèi)快速增殖，生長成4毫米至5毫米大小的肝芽，隨后被移植到小鼠的皮膚下。研究團(tuán)隊拍攝的圖像顯示，隨著時間的推移，肝芽與小鼠的血管慢慢連接起來，zui終發(fā)育成類似成體肝臟的器官。
日本橫濱市立大學(xué)與美國西奈山醫(yī)學(xué)院科學(xué)家合作，利用人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）構(gòu)建出微小“肝芽”，然后移植到小鼠體內(nèi)，結(jié)果這些肝芽成功生長成微型人類肝臟，并像健康器官一樣具有正常的肝功能。研究人員表示，這是報告從iPS細(xì)胞培育出功能性人類器官，雖然還只是初步成果，但卻有望給再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來革新性的療法，減少對于捐贈器官的依賴。
發(fā)表在本周《自然》雜志上的這項研究顯示，這些直徑約4毫米至5毫米的肝芽在肝功能衰竭的小鼠體內(nèi)存活下來，并“接手”了肝臟的正常工作——分泌肝特異性蛋白、清除血液中的毒素、產(chǎn)生人類特異性代謝物。但也許zui值得注意的是，移植后的肝芽很快就與附近的血管融合，獲得了受體血液系統(tǒng)的支持，從而得以持續(xù)生長。這標(biāo)志著再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個重大成就：培育出連接到受體血液系統(tǒng)的復(fù)雜器官。
研究人員向小鼠施加了兩種藥物，來檢查這個肝組織的功能，一種是抗炎藥酮洛芬，另一種是治療高血壓的藥物異哇胍。他們在小鼠的血液中發(fā)現(xiàn)了通常來自人類肝臟而不是小鼠肝臟的代謝產(chǎn)物。
在第二個實驗中，研究人員觀察植入的肝臟組織是否可以幫助肝功能衰竭的小鼠生存。其中一組小鼠的每一只體內(nèi)都被植入了12個人類肝芽，另一組作為對照組。兩組均接受了白喉毒素注射，對照組小鼠在10天內(nèi)都死亡了，而治療組小鼠有近三分之一存活超過40天。
研究人員表示，還需對接受移植的小鼠觀察數(shù)月，看這些細(xì)胞是否退化或發(fā)展成腫瘤。下一步，他們準(zhǔn)備大批量制造肝芽用于人體試驗，但這是幾年以后的事情了。