日本研究人员开发出可长期培养的人源肝类器官，有望推动慢性肝病研究

近日，日本科学家在《Cell Reports》期刊上发表研究成果，成功构建出一种具有长期增殖能力的人源肝类器官模型。这一突破性成果为慢性肝病的研究和新疗法开发提供了全新工具。

肝脏作为人体内最大的代谢器官，承担着解毒、消化与代谢调控等关键功能，而这些功能主要由肝实质细胞——肝细胞（hepatocytes）完成。近年来，随着干细胞和细胞培养技术的进步，科研人员已能从诱导多能干细胞（iPSCs）中诱导分化出肝细胞样细胞（iPS-Heps），广泛用于药物筛选、疾病建模和再生医学研究。

然而，目前的iPS-Heps仍面临两个关键挑战：一是肝细胞特性不稳定，二是难以实现长期体外增殖，这限制了其在慢性肝病建模中的应用。

为了解决这一难题，来自东京科学研究院（Science Tokyo）、东京医学科学综合研究所以及顺天堂大学的研究团队联合开发了一种全新的人源三维肝类器官。研究由东京科学研究院临床检验科学系柿沼诚教授、肝胆胃内科的浅滨康裕教授、三好真人助理教授与清水太郎项目研究员共同完成。

研究人员首先建立了人iPSC来源的肝细胞样细胞的二维培养体系，并将其嵌入溶解的基底膜中以形成三维结构。在此基础上，团队开发了一种新型培养基——iHO培养基（human iPSC-derived hepatic organoid medium），其中特别添加了胆汁酸这一法尼醇X受体（farnesoid X receptor, FXR）激动剂，以促进类器官的生长和维持其肝细胞特性。

实验结果显示，在iHO培养基中生长的肝类器官呈现出独特的“葡萄串”状形态，增殖能力显著增强。而在不含胆汁酸的培养条件下，类器官多数表现为球形或囊泡状结构。此外，这些类器官能够在体外长期培养超过三个月，且保持了典型的肝细胞功能特征。

进一步的转录组分析发现，这些类器官在基因表达谱上更接近于胎儿期肝细胞。同时，研究证实了FXR信号通路在维持肝细胞样特性中的关键作用。实验中，一旦在培养体系中添加FXR抑制剂，葡萄状类器官的数量明显减少，进一步印证了胆汁酸- FXR 信号轴在类器官建构中的关键地位。

更令人振奋的是，研究团队还成功在这一类器官中建立了丙型肝炎病毒（HCV）感染模型。柿沼教授表示：“我们开发的肝类器官不仅具备长期增殖能力，还可支持肝炎病毒的复制，为研究肝纤维化、肝硬化乃至肝癌的发病机制开辟了新路径。”

本研究展示了干细胞技术结合胆汁酸调控途径在构建生理相关肝类器官方面的巨大潜力，为攻克慢性肝病这一长期难题提供了坚实基础，未来或将推动再生医学、疾病建模及抗病毒药物研发进入新阶段。

参考文献：Taro Shimizu et al, Bile acid-FXR signaling facilitates the long-term maintenance of hepatic characteristics in human iPSC-derived organoids, Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115675

编辑：周敏

排版：李丽