Science：实验室培育的“微型胆管”在再生医学中首次用于修复人类肝脏
2021-02-20 MedSci原创 MedSci原创
科学家们已经在实验室中使用一种技术来培育胆管类器官——通常被称为“微型器官”，并表明这些器官可以用于修复受损的人类肝脏。这是该技术首次用于人体器官。
胆管是肝脏的废物处理系统，胆管功能不全出现在三分之一成人肝移植和70%儿童肝移植的之后，没有其他治疗方法。目前肝移植供体短缺：根据英国国家医疗服务系统（NHS）的数据，英国成人肝移植平均等待时间为135天，儿童为73天。这意味着只有少数患者能从这种疗法中获益。
因此，迫切需要增加器官可用性或提供替代全器官移植的方法。基于细胞的治疗可以提供一个有利的选择。然而，这些新疗法的发展往往受到损害和延误，因为在开始临床试验之前，缺乏一个合适的模型来测试它们在人类身上的安全性和有效性。
在近日发表在Science杂志上的一项研究中，剑桥大学的科学家们利用最近的“灌注系统”开发了一种新的方法，该系统可用于维持体外捐献的器官。利用这项技术，他们首次证明了将实验室培养的胆道细胞(称为胆管细胞)移植到受损的人类肝脏中进行修复是可能的。该方法可应用于多种器官和疾病，加速细胞治疗的临床应用。
胆管疾病只影响某些管道而不影响其他管道。这一点很重要，因为在疾病中，需要修复的胆管常常被完全破坏，只有从备用的胆管中才能成功获取胆管细胞。利用单细胞RNA测序和类器官培养技术，研究人员发现，胆管细胞与胆囊细胞不同，胆囊细胞通常不受疾病影响，可以转化成在疾病中被破坏的胆管细胞（肝内胆管）。这意味着病人自身的细胞可以用来修复受损的导管。
为了验证这一假设，研究人员在实验室里将胆囊细胞培养成类器官细胞。类器官细胞是在培养过程中可以生长和增殖的细胞簇，具有与被研究器官相同的组织结构、功能和基因表达及遗传功能。然后，他们将这些胆囊类器官移植到小鼠体内，发现它们确实能够修复受损的胆管，为再生医学在影响胆道系统的疾病中的应用开辟了道路。
研究小组利用剑桥大学医院NHS基金会下属的阿登布鲁克医院的研究人员使用的灌注系统，在人类供肝上使用了这项技术。他们将胆囊类器官注入人体肝脏，首次证明移植的类器官修复了胆管并恢复了功能。因此，这项研究证实了他们的细胞疗法可以用来修复受损的肝脏。
人、小鼠肝内胆管的胆管细胞。
Wellcome MRC剑桥干细胞研究所的Ludovic Vallier教授是联合资深作者，他说：“这是我们第一次能够证明使用实验室培养的细胞可以增强或修复人类肝脏。我们还有进一步的工作要做，以测试这种方法的安全性和可行性，但希望我们能在未来几年内把这种方法转移到诊所。”
尽管研究人员预计这种方法可用于修复患者自身的肝脏，但他们相信它也可能提供一种修复受损供体肝脏的潜在方法，使其适合移植。“这是朝着重新利用以前认为不适合移植的器官所迈出的重要一步。今后，这可能有助于减轻器官移植等待名单上的压力。”
参考文献：Fotios Sampaziotis, Daniele Muraro, Olivia C.et al. Cholangiocyte organoids can repair bile ducts after transplantation in the human liver. Science, 2021 DOI: 10.1126/science.aaz6964
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