Science：首次揭示膽管類器官可以修復受損的人類肝臟

　　在一項新的研究中，來自英國劍橋大學等研究機構的研究人員利用一種技術在實驗室中培育出膽管類器官（bile duct organoids），也稱為膽管微型器官，并發現這種膽管類器官可用于修復受損的人類肝臟。這是這種技術首次用于人體器官。相關研究結果發表在2021年2月19日的Science期刊上，論文標題為“Cholangiocyte organoids can repair bile ducts after transplantation in the human liver”。

圖片來自Development, 2015, doi:10.1242/dev.114215。

　　這項研究為治療肝臟疾病的細胞療法鋪平了道路---換句話說，在實驗室中培育膽管類器官作為替代部件，可以用來恢復患者自身的肝臟健康或修復受損的供者肝臟，這樣它們仍然可以用于移植。

　　膽管作為肝臟的廢物處理系統發揮作用，而膽管功能失常導致三分之一的成人和70%的兒童需要接受肝臟移植，沒有其他治療方法。目前肝臟供者短缺：根據英國國民保健服務（NHS）的數據，英國成人接受肝臟移植的平均等待時間為135天，兒童為73天。這意味著只有有限數量的患者能從這種治療中獲益。

　　迫切需要增加器官供應或提供全器官移植的替代方法。基于細胞的療法可能提供一種有利的替代方案。然而，在開始臨床試驗之前，這些新療法的開發往往因缺乏測試它們在人體中的安全性和有效性的適當模型而受到阻礙和延遲。

　　如今，這項新的研究中，這些研究人員開發出了一種新的方法，它利用最近的“灌注系統”將捐贈的器官在體外進行維持。利用這種技術，他們首次證實可以將實驗室中培養的膽管細胞移植到受損的人類肝臟中進行修復。作為他們方法的原則性證明，他們修復了由于膽管損傷而被認為不適合移植的肝臟。這種方法可能能夠應用于多種器官和疾病，以加速細胞治療的臨床應用。

　　論文共同通訊作者、惠爾康-MRC劍橋干細胞研究所的Fotios Sampaziotis博士說，“鑒于供者器官的長期短缺，尋找修復受損器官的方法，甚至提供器官移植的替代方法是很重要的。我們使用類器官來了解生物學和疾病或者它們在小型動物中的再生能力已經有好幾年了，但是我們一直希望能夠用它們來修復人類受損組織。我們的研究在原則上首次表明，這是有可能的。”

　　膽管疾病只影響某些導管而不影響其他導管。這一點很重要，這是因為在疾病中，需要修復的導管往往完全受到破壞，只有從未受影響的導管中才能成功收集膽管細胞。

　　這些研究人員利用單細胞RNA測序和類器官培養的技術，發現雖然導管細胞不同，但來自膽囊的膽管細胞（通常不受疾病影響）可以轉化為通常在疾病中受到破壞的膽管細胞（肝內導管），反之利用膽汁中一種稱為膽酸的成分，也可實現逆向轉化。這意味著，患者自身來自不受疾病影響的部位的細胞可以用來修復受到破壞的導管。

　　為了驗證這一假設，這些研究人員在實驗室里將膽囊細胞培養成類器官。類器官是在體外培養時可以生長和增殖的細胞群，它呈現出的三維結構具有與被研究器官相同的組織結構、功能、基因表達和遺傳功能。隨后，他們將這些膽囊類器官體移植到小鼠體內，發現它們確實能夠修復受損的導管，這為再生醫學在影響膽道系統疾病中的應用開辟了道路。

　　這些研究人員在人類供者肝臟上使用了這種基于艾登布魯克斯醫院（Addenbrooke's Hospital）使用的灌注系統的技術。他們將膽囊類器官注射到人類肝臟中，并首次表明植入的膽囊類器官修復了人類肝臟的導管并恢復了它們的功能。因此，這項研究證實了他們基于細胞的療法可以用來修復受損的肝臟。

　　論文共同通訊作者、惠爾康-MRC劍橋干細胞研究所的Ludovic Vallier教授說，“這是我們首次能夠證實利用實驗室中培養的細胞可以增強或修復人類肝臟。我們還要開展進一步的研究，以測試這種方法的安全性和可行性，但希望我們能夠在未來幾年內將它轉移到臨床應用中。”

　　盡管這些研究人員期望這種方法用于修復患者自身的肝臟，但是他們認為它也可能提供一種修復受損供者肝臟使其適合移植的潛在方法。

　　論文共同作者、劍橋大學外科系的Kourosh Saeb-Parsy先生補充道，“這是允許我們使用以前被認為不適合移植的器官的重要一步。在未來，這可能有助于減少移植等待名單上的壓力。”