“肝类器官”是指在体外利用干细胞或祖细胞培养出来的、具有类似真实肝脏结构和功能的三维微型器官模型。

它们代表了类器官技术在肝脏研究领域的应用，是近年来生物医学领域的重大突破之一。 以下是关于肝类器官的一些关键信息： 如何生成？

细胞来源：

多能干细胞： 包括胚胎干细胞和诱导多能干细胞。通过特定的生长因子和信号分子组合，

引导它们分化为肝脏谱系（肝细胞、胆管细胞等）。 肝脏组织来源的成体干细胞/祖细胞： 直接从肝脏活检或手术样本中分离出的肝细胞或胆管细胞，

它们本身具有增殖和分化潜能，在合适的培养条件下能自组织形成类器官。 培养方法： 细胞被包裹在富含细胞外基质的胶状物质中，并置于含有精确配比的生长因子、

激素和营养物质的培养基中培养。这些条件模拟了肝脏发育或再生所需的微环境，

促使细胞自我组织、增殖和分化，最终形成具有极性和功能性结构的3D组织。

主要特点和优势：

3D结构： 比传统的2D细胞培养更能模拟肝脏复杂的组织结构和细胞间相互作用。 细胞组成： 可以包含多种肝脏细胞类型，如肝细胞、胆管细胞，

有时甚至包含肝星状细胞或库普弗细胞的前体，更接近真实的肝脏。 功能： 具备部分关键肝脏功能，如： 白蛋白、凝血因子等肝脏特异性蛋白的分泌。 糖原储存。 胆固醇和脂质代谢。 药物代谢酶的表达和活性（如CYP450酶系），能够进行药物代谢和转化。 胆汁酸合成和转运（尤其是在胆管类器官中）。 对肝毒性物质的反应。 来源灵活： 可来源于健康人或患者（iPSC来源），为研究个体差异和精准医疗提供可能。 可扩展性： 可以在体外大量扩增，为研究提供充足的实验材料。 可操作性强： 易于进行基因编辑、药物处理、感染等实验操作。 伦理优势： 相比动物实验，减少伦理争议（尤其适用于人类疾病研究）；

相比直接使用人原代肝细胞（来源稀缺、功能不稳定），具有显著优势。

主要应用领域：

疾病建模： 遗传性肝病： 利用患者来源的iPSC生成肝类器官，模拟如α1-抗胰蛋白酶缺乏症、Alagille综合征、

进行性家族性肝内胆汁淤积症等，研究发病机制。 感染性疾病： 研究乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒等在人类肝细胞中的感染、复制和致病机制，

以及测试抗病毒药物。 脂肪肝疾病： 模拟非酒精性脂肪性肝病/肝炎的病理过程。 肝脏癌症： 从肝癌患者组织培养出类器官，用于研究肿瘤异质性、药物反应和耐药机制。

药物研发与测试：

药物肝毒性筛选： 在药物进入临床试验前，利用肝类器官评估其潜在的肝脏毒性，

提高药物安全性评价的准确性。 药物代谢研究： 预测药物在人体肝脏中的代谢途径和速率。 药效评价： 测试候选药物对特定肝脏疾病模型的效果。 个性化/精准医疗： 利用患者自身来源的肝类器官进行药物敏感性测试，为患者选择最有效的治疗方案

（尤其在癌症治疗中）。

再生医学：

作为潜在的肝移植替代来源或过渡支持手段（虽然目前仍处于非常早期的研究阶段，

面临血管化、规模化、功能成熟度、植入存活率等巨大挑战）。 肝脏发育与生理学研究： 研究肝脏在体外如何形成和维持其功能，理解肝脏生物学的基本过程。

面临的挑战与局限：

成熟度： 目前的肝类器官在功能和基因表达谱上通常更接近胎儿期或新生儿的肝脏，

而非完全成熟的成人肝脏（如药物代谢能力仍低于原代成人肝细胞）。 血管化缺失： 缺乏功能性血管系统，限制了营养/氧气供应、废物排出以及

模拟肝脏复杂血流相关功能的能力。 细胞类型复杂性不足： 通常难以稳定包含所有肝脏非实质细胞（如肝星状细胞、库普弗细胞、内皮细胞）

并模拟它们之间完整的相互作用网络（免疫微环境）。 个体间/批次间差异： 培养条件和细胞来源可能导致不同批次或不同供体来源的类器官存在差异。 标准化： 培养方案、评价标准尚未完全统一，影响研究结果的可比性和可重复性。 移植应用障碍： 用于再生医学还面临规模生产、免疫排斥（除非自体来源）、

体内功能性整合（血管连接）、长期存活和安全性等重大难题。

总结：

肝类器官是一种强大的体外研究工具，极大地推动了肝脏生物学、肝脏疾病机理研究、

药物开发和毒性测试的发展。它在模拟人类肝脏方面比传统2D细胞培养更胜一筹，

为个性化医疗提供了新思路。虽然目前的功能成熟度和复杂性仍有待提高，

且距离临床应用（如移植）还有很长的路要走，但其发展速度迅猛，

不断有新的技术（如共培养、器官芯片、生物材料工程）被引入以克服现有局限。

肝类器官无疑是当前转化医学和生命科学领域最令人兴奋的前沿之一。