全球每年约有两百万人因肝病丧生，但现有疗法的发展速度远远跟不上疾病的流行速度。为了解决这一问题，葡萄牙奥埃拉什实验生物技术研究所（iBET）干细胞与免疫细胞生物工程实验室负责人玛格丽达·塞拉（Margarida Serra）博士及其团队，利用人诱导多能干细胞（iPSCs）生产类肝细胞（HLCs），为肝病新疗法的开发提供了新思路。然而，目前大多数方法生产的HLC数量极少，这成为研究和应用的主要障碍。
为了提高HLC的产量，塞拉团队采用搅拌式生物反应器，并通过调控溶解氧（DO）浓度探索最佳生产方法。他们比较了在大气氧浓度（约21%）与生理氧浓度（约4%）条件下的HLC生产效率，重点研究了这些条件对肝前体细胞增殖和分化的影响。此外，研究团队还通过转录组分析和生化检测对HLC的质量属性进行了全面表征。
令人振奋的发现
研究结果显示，4%的DO条件下，HLC的产量比21%的DO条件高出约三倍，且肝前体细胞的分化效率几乎翻倍。更重要的是，这些HLC表现出成熟肝细胞的多种功能特性，包括代谢药物的能力、合成肝代谢物的能力以及诱导的细胞色素P450活性。
不仅如此，这一方法的适用性在不同来源的iPSCs中得到了验证。研究团队还特别使用了一种来自原发性高草酸尿症1型（PH1）患者的iPSCs，结果发现生成的HLC具备PH1疾病的代谢特征，其草酸盐分泌量显著高于健康供体生成的HLC。这一成果表明，该方法能够用于特定肝病的模拟与研究，为罕见肝病的治疗开发提供了宝贵的工具。
未来展望
尽管取得了令人鼓舞的成果，塞拉团队指出，目前生成的HLC尚未完全具备成熟肝细胞的所有功能能力。未来，研究工作将着重于进一步提高HLC的成熟度，以满足体内移植和体外模型开发的需求。
通过简单调控生物反应器中的氧浓度，塞拉团队为肝病治疗打开了新的大门。这一研究不仅提升了HLC生产的效率，还为利用类肝细胞研究药物代谢、开发新疗法奠定了坚实基础。肝病患者的治疗未来或将迎来突破性进展。
参考资料：https://www.genengnews.com/topics/bioprocessing/oxygen-control-improves-models-of-liver-disease/
编辑：王洪
排版：李丽
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