日本九州大學醫院別府醫院外科的武石一樹助教與美國匹茲堡大學醫學部的Soto-Gutierrez副教授等人組成的研究團隊,通過分化人源iPS細胞形成的細胞,培養出了可以移植的微型人造肝臟,並確認在動物體內成功地發揮了肝臟功能。
研究人員利用iPS細胞分化出了肝臟所需的肝細胞、膽管細胞和血管上皮細胞。通過從大鼠的肝臟中提取細胞,製作了僅由支架蛋白等構成的肝臟模型(圖1),然後向模型中注入分化而來的各種細胞,培養出了人造肝臟(圖2)。這種人造肝臟具有蛋白質合成和解毒等功能,將其移植到動物體內之後確認,在動物體內也能正常發揮作用。

圖1 提取肝臟細胞製作的肝臟模型(支架,中央)

圖2:(照片右側)向模型中注入由iPS細胞分化出來的細胞培養的微型人造肝臟
目前,根治肝耗竭的唯一方法就是肝移植。在日本,腦死供體的短缺情況尤為嚴重,一直無法為所有需要進行肝移植的患者實施移植手術。另外,進行肝移植後,患者需要長期服用免疫抑製劑。
此次的成果應用了山中教授開發的iPS細胞技術。如果能利用患者自身的皮膚等細胞培養iPS細胞,然後利用這種iPS細胞培養人造肝臟,移植後就無需服用免疫抑製劑,有望為所有需要進行移植的肝耗竭患者提供新的治療方法。此次的微型人造肝臟還擁有血管等結構,有望用於實際的移植。今後考慮擴大規模進行研究,以實際應用於患者的肝耗竭治療。
論文資訊
題目:Assembly and Function of a Bioengineered Human Liver for Transplantation Generated Solely from Induced Pluripotent Stem Cells
期刊:《Cell Reports》
DOI:10.1016/j.celrep.2020.107711
文:JST客觀日本編輯部