目前,慢性肝病已成为全球范围内增长最快的健康威胁之一。仅在美国,就有超过 400 万成年人受其困扰;而在日本,酒精摄入增加与代谢性疾病高发,使得肝病患者人数持续攀升。随着肝纤维化发展至肝硬化,传统治疗手段往往只能依赖肝移植。然而,发表在《Stem Cell Reports》上的一项研究,为这一困境带来了全新转机。

iPS 技术重塑肝脏微环境
日本科学东京研究所的团队利用人类诱导多能干细胞(iPS 细胞),构建出一种能够真实模拟肝细胞与肝星状细胞(HSCs)互动的三维类器官模型——iHSO。这是全球首个能精准重现人类肝纤维化过程的“微缩肝脏”,不仅揭示了肝纤维化的关键分子机制,也为抗纤维化药物研发开辟了新途径。
揭开肝纤维化的“通讯密码”
在健康状态下,肝星状细胞处于静止状态,负责储存维生素 A;但当肝细胞反复受损,它们会被激活为肌成纤维细胞,产生大量细胞外基质,导致肝纤维化。研究团队利用 iPS 细胞分化出肝细胞样细胞(iPS-Heps)和星状细胞样细胞(iPS-HSCs),共同在三维环境中培养,最终形成结构自然的 iHSO。令人惊喜的是,星状细胞会自动环绕在肝细胞周围,精准复制出人类肝脏的细胞分布格局。
更关键的是,研究发现 iHSO 中的肝细胞与星状细胞通过 ICAM-1 与 IL-1β 信号通路进行“对话”,这种信号交流显著促进了肝细胞的再生。与以往的二维培养不同,iHSO 不仅能保持星状细胞的静止状态,还能真实再现细胞间的生理互动。
模拟肝损伤全过程,验证模型可靠性
为了验证 iHSO 的应用潜力,研究团队使用常见肝毒性药物对模型进行处理,成功再现了从肝损伤到纤维化启动的全过程。实验显示,随着药物浓度升高,肝细胞区面积逐渐缩小,而星状细胞活性增强,纤维化标志物显著上升。这一过程完全模拟了人类肝脏的病理变化,证实了 iHSO 在研究肝纤维化中的高准确性和可重复性。
推动药物筛选与精准治疗
iHSO 的出现为药物开发提供了革命性的研究平台。它能够帮助科学家快速筛选出能阻止星状细胞异常激活或促进肝细胞修复的潜在化合物,从而加速抗纤维化药物的研发进程。研究负责人 Kakinuma 教授指出,未来若能精准调控肝细胞与星状细胞的信号通路,就有望从根源上阻断肝纤维化的进展,让患者免于肝移植风险。
展望未来:从“观察疾病”到“重建肝脏”
这项研究不仅为基础科学提供了重要突破,更标志着肝病研究进入“重建病变过程”的新时代。借助 iPS 细胞与类器官技术,科研人员终于能在实验室中真实复刻肝脏的病理演变,进而探索精准干预手段。随着模型优化与药物筛选的深入推进,未来“无需移植的肝病治疗”有望成为现实,为全球数以百万计的慢性肝病患者带来新的希望。








