肝臟是維持人體正常生命活動(dòng)必不可少的器官，因?yàn)樗粌H調(diào)節(jié)許多營養(yǎng)物質(zhì)和化學(xué)藥物的代謝，而且具有合成和分解蛋白質(zhì)、調(diào)節(jié)全身血容量、排除體內(nèi)毒素、調(diào)節(jié)免疫力等多種功能。根據(jù)病因和發(fā)病機(jī)制的不同，肝臟疾病可分為急性肝損傷、病毒性肝炎、酒精性肝病、代謝相關(guān)脂肪肝、肝纖維化、肝硬化和肝細(xì)胞癌。近年來，由于生活環(huán)境的變化和生活習(xí)慣的不規(guī)律，全球肝病患者數(shù)量不斷增加，已逐漸發(fā)展成為一個(gè)全球性的公共衛(wèi)生問題。近期，多篇文獻(xiàn)報(bào)道了生物工程化肝組織相關(guān)研究，可能對(duì)闡明肝病的發(fā)病機(jī)制，開發(fā)針對(duì)性治療藥物并改善肝病的臨床治療具有重要意義。

1. 工程化的人類肝細(xì)胞類器官有助于脂肪變性病因和藥物靶點(diǎn)的研究

目前缺乏治療非酒精性脂肪肝(NAFLD)的注冊(cè)藥物，部分原因是缺乏用于靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和化合物篩選的人類相關(guān)模型。荷蘭皇家藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院胡布雷奇特研究所Delilah Hendriks團(tuán)隊(duì)使用人類胎兒肝細(xì)胞類器官來模擬各種不同觸發(fā)因素，游離脂肪酸負(fù)荷、個(gè)體間遺傳變異性(PNPLA3 I148M)和單基因脂質(zhì)紊亂(APOB和MTTP突變)導(dǎo)致的脂肪變性(NAFLD的第一階段)^[1]。他們進(jìn)行了藥物篩選，并在這些不同的模型中確定了有效解決脂肪變性的化合物，同時(shí)強(qiáng)調(diào)PNPLA3 I148M會(huì)損害藥物反應(yīng)。他們還利用APOB和MTTP突變類器官建立了一個(gè)基于CRISPR的篩選平臺(tái)，命名為FatTracer，以識(shí)別脂肪變性調(diào)節(jié)靶標(biāo)并評(píng)估NAFLD風(fēng)險(xiǎn)基因。通過FatTracer平臺(tái)篩選35個(gè)與脂質(zhì)代謝或NAFLD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因，將FADS2(脂肪酸去飽和酶2)確定為肝脂肪變性的重要決定因素(圖1)。FADS2過表達(dá)增加了多不飽和脂肪酸的豐度，從而減少了脂肪的新生。這些結(jié)果表明，開發(fā)的肝細(xì)胞類器官模型有助于脂肪變性病因和藥物靶點(diǎn)的研究。

2. 人源化小鼠肝臟揭示了內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)肝臟基本代謝功能的控制

在慢性肝病中，肝細(xì)胞功能異常是發(fā)病率和死亡率的主要原因。了解肝細(xì)胞功能在肝臟動(dòng)態(tài)環(huán)境中是如何調(diào)節(jié)的，對(duì)于了解慢性肝病中肝細(xì)胞功能障礙的潛在機(jī)制至關(guān)重要。耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院免疫生物學(xué)系Richard A. Flavell團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)人類肝細(xì)胞的關(guān)鍵代謝功能由其微環(huán)境中的非實(shí)質(zhì)細(xì)胞(NPC)控制^[2]。他們培育了攜帶人類肝組織的小鼠，這些組織由人類肝細(xì)胞和NPC組成，包括人類免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和星狀細(xì)胞。人源化肝臟復(fù)制人類肝臟結(jié)構(gòu)，執(zhí)行重要的人類特異性代謝/穩(wěn)態(tài)過程，并模擬人類病理，包括纖維化和NAFLD。他們證明了人類NPC以旁分泌方式控制人類肝細(xì)胞的代謝功能。在機(jī)制上，竇內(nèi)皮細(xì)胞分泌的WNT2通過受體FZD5控制肝細(xì)胞中的膽固醇攝取和膽汁酸結(jié)合(圖2)。這項(xiàng)研究建立了一個(gè)重要的技術(shù)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)方法，用于研究人體肝臟中的細(xì)胞間相互作用以及識(shí)別和評(píng)估治療靶點(diǎn)。

3. 生物人工肝裝置逆轉(zhuǎn)肝功能衰竭

肝切除術(shù)是原發(fā)性肝癌的一線治療方法，具有治愈的潛力。然而，肝切除術(shù)后肝衰竭(PHLF)是最終導(dǎo)致死亡的主要原因。浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院邵逸夫爵士醫(yī)院普通外科Xiujun Cai團(tuán)隊(duì)使用在GMP條件下制造的人誘導(dǎo)肝細(xì)胞(hiHeps)構(gòu)建了一種臨床級(jí)生物人工肝(BAL)裝置^[3]。在豬PHLF模型中，hiHep-BAL治療顯示出顯著的生存益處。在支持功能的基礎(chǔ)上，hiHep-BAL治療恢復(fù)了殘肝的功能，特別是氨解毒功能，并促進(jìn)了肝臟再生(圖3)。此外，對(duì)7例肝切除術(shù)患者的研究表明，hiHep-BAL治療耐受性良好，并與肝功能和肝臟再生的改善相關(guān)，具有良好的安全性和可行性。這些的結(jié)果為進(jìn)一步測(cè)試hiHep-BAL對(duì)PHLF的治療效果提供了依據(jù)，該項(xiàng)目的成功將擴(kuò)大有資格接受肝切除術(shù)的患者群體。

參考文獻(xiàn)

[1]Hendriks D, Brouwers JF, Hamer K, et al. Engineered human hepatocyte organoids enable CRISPR-based target discovery and drug screening for steatosis [J]. Nat Biotechnol. 2023;10.1038/s41587-023-01680-4. (IF=46.9)

[2]Kaffe E, Roulis M, Zhao J, et al. Humanized mouse liver reveals endothelial control of essential hepatic metabolic functions [J]. Cell. 2023;S0092-8674(23)00795-X. (IF=64.5)

[3]Wang Y, Zheng Q, Sun Z, et al. Reversal of liver failure using a bioartificial liver device implanted with clinical-grade human-induced hepatocytes [J]. Cell Stem Cell. 2023;30(5):617-631.e8. (IF=23.9)

云克隆不僅可提供多種肝臟疾病動(dòng)物模型，包括肝纖維化、肝缺血、酒精性肝病、肝內(nèi)膽汁淤積、肝硬化、脂肪肝、肝功能衰竭等，涵蓋常見肝臟疾病。還具有多種肝臟疾病常用檢測(cè)指標(biāo)及上述APOB、MTTP、FADS2、WNT2、FZD等蛋白相關(guān)產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進(jìn)行肝臟疾病研究。