研究人員發現，移植由人類幹細胞構建的微小“肝芽”可以恢復小鼠的肝功能。儘管尚處於初步階段，但這些結果為開發治療每年數千名等待肝移植患者的方法提供了潛在途徑。
研究人員在本週的《自然》雜誌上報告稱，直徑約 4 毫米的肝芽在肝衰竭小鼠中避免了死亡。移植的結構還承擔了一系列肝功能——分泌肝臟特異性蛋白質併產生人類特異性代謝物。但也許最值得注意的是，這些肝芽迅速與附近的血管連線，並在移植後繼續生長。
紐約西奈山醫院研究肝臟發育和再生的 Valerie Gouon-Evans 表示，這些結果是初步的，但很有希望。“這是一項非常新穎的事，”她說。由於肝芽受到宿主血液系統的支援，移植的細胞可以繼續增殖並執行肝功能。
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但她表示，需要對移植動物進行幾個月的觀察，以觀察細胞是否開始退化或形成腫瘤。
用於移植的人類肝臟嚴重短缺。2011 年，美國完成了 5,805 例成人肝移植手術。同年，有 2,938 人在等待新肝臟的過程中死亡，或病情過重而無法繼續留在等待名單上。
然而，在實驗室中創造複雜器官一直具有挑戰性。日本橫濱市立大學的幹細胞生物學家竹部貴典（Takanori Takebe）是這項研究的共同負責人，他認為這是人們首次使用誘導多能幹細胞製造出實體器官，這些幹細胞是透過將成熟皮膚細胞重新程式設計為胚胎樣狀態而建立的。
竹部表示，測試肝芽是否可以幫助患病患者還需要數年時間。除了需要更長期的動物實驗外，目前還不可能製造出足夠人類移植使用的肝芽數量。
在目前的工作中，竹部在顱骨或腹部的部位外科移植了肝芽。在未來的工作中，竹部希望創造出足夠小的肝芽，可以透過靜脈注射給小鼠，並最終給人類。他還希望將肝芽移植到肝臟本身，在那裡他希望它們能夠形成膽管，膽管對於適當的消化非常重要，但在最新的研究中沒有觀察到。
自組織結構
研究人員用三種類型的人類細胞製造肝芽。首先，他們誘導誘導多能幹細胞變成表達肝臟基因的細胞型別。然後，他們新增來自臍帶血的內皮細胞（血管內襯細胞）和間充質幹細胞，間充質幹細胞可以製造骨骼、軟骨和脂肪。這些細胞型別也會在胚胎髮育過程中肝臟開始形成時聚集在一起。
費城賓夕法尼亞大學研究再生醫學和肝臟發育的 Kenneth Zaret 表示：“對於發育生物學來說，這是一個偉大的日子。” “透過重建我們知道對自然肝臟進展很重要的細胞相互作用，他們獲得了看起來穩健、成熟的組織。”
竹部表示，該專案始於一個意想不到的現象。為了找到製造血管化肝組織的方法，他嘗試將多種細胞型別一起培養，並注意到它們開始自組織成三維結構。從那時起，製造肝芽的過程經歷了數百次試驗，以調整細胞的成熟度和比例等引數。
其他器官
這種策略採用了再生醫學中兩種常見策略的中間路徑。對於膀胱和氣管等簡單的空心器官，研究人員用活細胞在支架上播種，然後將整個器官移植到患者體內。研究人員還致力於在實驗室中建立功能細胞的純培養物，希望可以將細胞注入患者體內，在那裡它們可以建立自身。但 Gouon-Evans 表示，即使細胞在實驗室中完美工作，收穫細胞的過程也可能會損壞它們並破壞其功能。
Zaret 認為肝芽的工作可能會鼓勵一種中間方法。“基本上，將細胞放在一個房間裡，讓它們相互交談並製造器官。”
在其他器官系統中也觀察到了來自幹細胞的自組織結構，例如視杯，這是眼睛發育中的早期結構。並且已經從單個人類幹細胞中培養出“迷你腸道”。
竹部認為，自組織方法也可能適用於其他器官，如肺、胰腺和腎臟。