功能性人體肝細胞可在體外培養增殖

《自然生物技術》雜志上的一項新研究，由耶路撒冷希伯來大學帶領的一個國際研究小組描述了一項新技術，可以在實驗室中培養人體肝細胞。這一突破性的發展有助于推動各種肝臟相關研究和應用的發展，從研究藥物毒性到為等待移植的患者創造生物人工肝支持。

肝臟是人體內最大的內部器官，是代謝的主要場所。肝細胞在肝臟中占85%，通常用于制藥企業做肝毒性、藥物清除率和藥物間相互作用的研究。另外，在細胞療法也有糾正遺傳缺陷、逆轉肝硬化或為應用肝輔助裝置的患者提供支持的臨床應用。

遺憾的是，盡管人類肝臟在體內可以迅速再生，但是肝細胞移至體外后增殖功能會很快丟失。到目前為止，努力在實驗室擴展人類肝細胞會導致代謝功能低的永生化癌細胞。人體肝細胞的稀缺和肝細胞擴展時功能喪失是科學、醫學和藥學發展的主要瓶頸。

為了解決這一問題，耶路撒冷希伯來大學Alexander Grass生物工程中心主任Yaakov Nahmias教授與upcyte技術有限公司（原Medicyte）的首席德國科學家，發現了一個新的方法，能在實驗室中迅速擴展人類肝細胞數量，并不會失去其獨特的代謝功能。

根據德國癌癥研究中心（DKFZ）對人乳頭狀瘤病毒（HPV）開展的早期工作，研究團隊證明了HPV E6和E7蛋白的弱表達能將肝細胞從細胞周期阻滯中釋放出來，并使得肝細胞增殖以應答Oncostatin M（OSM），OSM是白細胞介素6（IL-6）超級家族的成員，參與肝臟再生過程。然而以往的研究引起肝細胞不受控的增殖，肝細胞變為了代謝功能低的腫瘤細胞，研究人員細致篩選只對OSM應答的增殖肝細胞。OSM刺激引起細胞增殖，倍增時間為33～49 h。去除OSM會造成生長抑制，4 d內發生肝臟分化，產生高功能的細胞。這種方法，稱為upcyte過程，能將人類肝細胞擴增35倍，每個肝臟可分離出1015（萬億）細胞。相比之下，健康器官僅能分離出109（十億）細胞。

“這一方法的發現是革命性的”，德國小組的負責人Joris Braspenning博士說，“它的厲害在于我們可以從多個供體中擴增肝細胞，促進患者變異和特殊毒性的研究。”研究小組從可連續遺傳的種族多樣背景中生成肝細胞線，同時保持與重要人體肝細胞相同水平的CYP450活性、上皮分化和蛋白表達。重要的是，增殖肝細胞對23種不同藥物呈現出與原始人體肝細胞相同的毒理學應答。

該研究的主要作者Nahmias教授說：“這是肝臟研究的圣杯。我們的技術會讓數以千計的實驗室只用當前成本的一小部分來研究脂肪性肝病、病毒性肝炎、藥物毒性和肝癌。”Nahmias教授指出，用細胞移植能排除遺傳修飾，但我們可能已經發現生物人工肝項目的完美細胞來源。