研究人员发现，移植由人类干细胞构建的微小“肝芽”可以恢复小鼠的肝功能。尽管尚处于初步阶段，但这些结果为开发治疗每年数千名等待肝移植患者的方法提供了潜在途径。
研究人员在本周的《自然》杂志上报告称，直径约 4 毫米的肝芽在肝衰竭小鼠中避免了死亡。移植的结构还承担了一系列肝功能——分泌肝脏特异性蛋白质并产生人类特异性代谢物。但也许最值得注意的是，这些肝芽迅速与附近的血管连接，并在移植后继续生长。
纽约西奈山医院研究肝脏发育和再生的 Valerie Gouon-Evans 表示，这些结果是初步的，但很有希望。“这是一项非常新颖的事，”她说。由于肝芽受到宿主血液系统的支持，移植的细胞可以继续增殖并执行肝功能。
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但她表示，需要对移植动物进行几个月的观察，以观察细胞是否开始退化或形成肿瘤。
用于移植的人类肝脏严重短缺。2011 年，美国完成了 5,805 例成人肝移植手术。同年，有 2,938 人在等待新肝脏的过程中死亡，或病情过重而无法继续留在等待名单上。
然而，在实验室中创造复杂器官一直具有挑战性。日本横滨市立大学的干细胞生物学家竹部贵典（Takanori Takebe）是这项研究的共同负责人，他认为这是人们首次使用诱导多能干细胞制造出实体器官，这些干细胞是通过将成熟皮肤细胞重新编程为胚胎样状态而创建的。
竹部表示，测试肝芽是否可以帮助患病患者还需要数年时间。除了需要更长期的动物实验外，目前还不可能制造出足够人类移植使用的肝芽数量。
在目前的工作中，竹部在颅骨或腹部的部位外科移植了肝芽。在未来的工作中，竹部希望创造出足够小的肝芽，可以通过静脉注射给小鼠，并最终给人类。他还希望将肝芽移植到肝脏本身，在那里他希望它们能够形成胆管，胆管对于适当的消化非常重要，但在最新的研究中没有观察到。
自组织结构
研究人员用三种类型的人类细胞制造肝芽。首先，他们诱导诱导多能干细胞变成表达肝脏基因的细胞类型。然后，他们添加来自脐带血的内皮细胞（血管内衬细胞）和间充质干细胞，间充质干细胞可以制造骨骼、软骨和脂肪。这些细胞类型也会在胚胎发育过程中肝脏开始形成时聚集在一起。
费城宾夕法尼亚大学研究再生医学和肝脏发育的 Kenneth Zaret 表示：“对于发育生物学来说，这是一个伟大的日子。” “通过重建我们知道对自然肝脏进展很重要的细胞相互作用，他们获得了看起来稳健、成熟的组织。”
竹部表示，该项目始于一个意想不到的现象。为了找到制造血管化肝组织的方法，他尝试将多种细胞类型一起培养，并注意到它们开始自组织成三维结构。从那时起，制造肝芽的过程经历了数百次试验，以调整细胞的成熟度和比例等参数。
其他器官
这种策略采用了再生医学中两种常见策略的中间路径。对于膀胱和气管等简单的空心器官，研究人员用活细胞在支架上播种，然后将整个器官移植到患者体内。研究人员还致力于在实验室中创建功能细胞的纯培养物，希望可以将细胞注入患者体内，在那里它们可以建立自身。但 Gouon-Evans 表示，即使细胞在实验室中完美工作，收获细胞的过程也可能会损坏它们并破坏其功能。
Zaret 认为肝芽的工作可能会鼓励一种中间方法。“基本上，将细胞放在一个房间里，让它们相互交谈并制造器官。”
在其他器官系统中也观察到了来自干细胞的自组织结构，例如视杯，这是眼睛发育中的早期结构。并且已经从单个人类干细胞中培养出“迷你肠道”。
竹部认为，自组织方法也可能适用于其他器官，如肺、胰腺和肾脏。