精选
科学家创造的微小“迷你肝脏”，有朝一日可取代肝移植
据美国麻省理工学院(MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY)2026年6月30日报道(https://scitechdaily.com/scientists-create-tiny-mini-livers-that-could-one-day-replace-liver-transplants/)，科学家们创造了可注射的“迷你肝脏”，可以在数周内恢复小鼠的重要肝功能。工程组织移植物可以帮助执行关键的肝功能，并使数千名肝功能衰竭患者受益。
肝脏是人体工作最困难的器官之一，执行数百项重要工作，从过滤毒素和代谢药物到产生凝血所必需的蛋白质。然而，当它失败时，唯一确定的治疗方法通常是移植，这是一种受供体器官长期短缺限制的解决方案。
麻省理工学院 工程师们现在已经开发出可注射的“迷你肝脏”，在小鼠体内存活至少两个月，同时执行健康肝组织的许多功能。
“我们认为这些细胞是卫星肝。如果我们能将这些细胞输送到体内，同时将患病器官留在原位，这将提供增强功能，”麻省理工学院约翰和多萝西·威尔逊健康科学与技术、电气工程和计算机科学教授桑吉塔·巴蒂亚（Sangeeta Bhatia）说，他是麻省理工大学科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所（IMES）的成员。
Bhatia是这项研究的资深作者，该研究结果已经在《细胞生物材料》(Cell Biomaterials)杂志发表——Reference: “Image-guided injectable niche for hepatocyte transplantation” by Vardhman Kumar, Joa Yun, Susanna K. Elledge, Nicole Henning, Katarzyna A. Grzelak, Ashley D. Westerfield, Amy Stoddard, Favour A. Oladimeji, Virginia Spanoudaki, Kasturi Chakraborty, Savan K. Patel, Heather E. Fleming, Christopher S. Chen and Sangeeta N. Bhatia, 3 March 2026, Cell Biomaterials. DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100378. https://doi.org/10.1016/j.celbio.2026.100378. 麻省理工学院博士后Vardhman Kumar是该论文的主要作者。
恢复肝功能
肝脏执行大约500项重要工作，从帮助控制血液凝固到清除血液中的细菌和分解药物。其中许多任务依赖于肝细胞，即肝脏的主要功能细胞。
十多年来，Bhatia的实验室一直在开发无需手术肝移植即可恢复肝细胞活性的方法。一种策略是将肝细胞放置在水凝胶等生物材料中，但这种方法仍然需要手术来植入凝胶。
将肝细胞直接注射到体内可以避免手术。在这项研究中，Bhatia的实验室旨在通过为细胞提供一个可以帮助它们存活的工程环境，使这种方法更有效，并允许医生在不进行其他侵入性手术的情况下跟踪移植物的健康状况。
解决方案是将细胞与水凝胶微球一起注射。这些微小的球体有助于细胞保持聚集并与附近的血管连接。当它们聚集在一起时，它们可以表现得像液体，这使它们能够通过注射器，然后一旦进入体内就会恢复到固体结构。
近年来，水凝胶微球已被研究作为伤口愈合的工具，因为它们允许细胞移动到球体之间的空间并形成新的组织。在这项新工作中，麻省理工学院的研究小组采用了相同的基本理念，帮助肝细胞在注射后建立稳定的移植物。
库马尔说：“我们所做的是利用这项技术为细胞移植创造一个工程化的利基市场。”。“如果在没有这些球体的情况下注射细胞，它们将无法与宿主有效整合，但这些微球为肝细胞提供了一个生态位，在那里它们可以保持定位并更快地与宿主循环连接。”
注射的材料还含有成纤维细胞，它们支持肝细胞存活，并促进血管生长到移植物中。
随着时间的推移，微球（绿色）、肝细胞（洋红色）和支持性成纤维细胞（橙色）组装并重组为工程肝移植物。图像显示了实验室培养的移植物的第0天（左）和第14天（右）的比较(见图3)。
Bhatia的实验室与科赫研究所的超声研究专家Nicole Henning合作，开发了一种超声引导的注射器方法，将细胞混合物放入体内。注射后也可以使用相同的成像方法来跟踪植入物随时间的稳定性。
在这项研究中，迷你肝脏被放置在腹部的脂肪组织中。未来的版本可能会被输送到身体的其他部位，包括脾脏或肾脏附近的区域。如果移植物有足够的空间和强大的血液供应，注射的肝细胞可以像肝脏内的肝细胞一样发挥作用。
库马尔说：“对于绝大多数肝脏疾病，移植物不需要靠近肝脏。”
移植的替代方案
在小鼠实验中，将肝细胞和微球的混合物注射到称为性腺周围脂肪组织的脂肪组织中。细胞固定到位后，形成了致密稳定的结构。随着时间的推移，新的血管生长到移植物中，有助于保持肝细胞的存活和功能。
库马尔说：“新的血管就在肝细胞旁边形成，这就是它们能够存活的原因。他们能够得到正确的营养物质，他们能够以应有的方式发挥作用，他们产生了我们期望的蛋白质。”
这些细胞仍然存活，并在八周内继续向动物的循环中释放专门的蛋白质，这是研究的整个持续时间。Bhatia的实验室表示，这一结果表明，这种方法有朝一日可以作为肝病的长期治疗方法。
库马尔说：“我们认为这项技术可以提供手术的替代方案，但它也可以作为移植的桥梁，这些移植物可以提供支持，直到供体器官可用。如果我们认为他们可能需要另一种治疗或更多的移植物，那么使用这种注射技术比进行另一次手术的障碍要小得多。”
根据目前的技术版本，患者可能需要免疫抑制药物。Bhatia的实验室现在正在研究绕过这一限制的可能方法，包括可以避免免疫攻击的“隐形”肝细胞或直接在移植部位释放免疫抑制剂的水凝胶微球。
这项研究由美国国家癌症研究所的科赫研究所（ Koch Institute Support (core) grant from the National Cancer Institute）、美国国立卫生研究院Wellcome Leap HOPE项目（National Institutes of Health, the Wellcome Leap HOPE Program）和霍华德休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）的资助。
上述介绍仅供参考。欲了解更多信息敬请注意浏览原文或相关报道。
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自诸平科学网博客。
链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-212210-1541815.html?mobile=1
收藏
