给肝脏“打补丁”有新招！Mater Today Bio：3D打印造出血管化小叶状肝类器官，原位移植后存活久、血管丰富，给肝病治疗带来新契机！

肝脏，作为人体的“化工厂”，承担着500多种合成与代谢功能，对维持生命活动至关重要。当肝脏出现严重问题，发展到终末期时，肝移植成为了许多患者的“救命稻草”。然而，供体肝脏的严重短缺，极大地限制了肝移植的广泛应用。近年来，肝类器官的研究成为攻克这一难题的新方向，而近期一项发表于Mater Today Bio的研究3D bioprinting lobule-like hepatorganoids with induced vascularization for orthotopic implantation为该领域带来了重大突破。

肝类器官有望解决肝脏供体不足的困境，它不仅能模拟肝脏的部分功能，还可借助生物制造技术实现标准化、工业化生产，降低治疗成本。在肝类器官的研究中，血管化是影响其功能和存活的关键因素。因为充足的血管网络能够为类器官提供氧气和营养物质，维持细胞的正常代谢和功能。但目前，实现血管化肝类器官的原位移植仍面临诸多挑战，比如生物制造精度难以满足构建微毛细血管网络的需求，血管化功能材料有待优化，关键分子机制也尚不明确。

针对这些问题，研究团队开展了深入研究。他们运用3D生物打印技术，以GelMA水凝胶为基础，成功制备出小叶状肝类器官，并进一步构建了血管化的小叶状肝类器官（VLH）。

在体外实验中，小叶状肝类器官表现优异。其缺氧水平明显低于其他结构的类器官，这意味着细胞能获得更充足的氧气，为维持正常功能创造了有利条件。在功能方面，小叶状肝类器官的白蛋白和尿素分泌量较高。白蛋白分泌量高，反映出其强大的蛋白质合成能力；尿素分泌量高，则体现了良好的代谢功能，这些都充分证明了该类器官具有较高的活性。

图 1：3D打印小叶样肝类器官的特性表征

对于血管化的小叶状肝类器官VLH，研究发现其体内表现出色。RNA测序结果显示，VLH中GAS6/AXL和LAMB3/ITGA3信号通路显著上调，这两条信号通路在血管生成和细胞增殖过程中发挥着关键作用。在原位移植实验中，VLH的优势十分明显。与其他类型的肝类器官相比，VLH在体内的存活时间更长。血清学指标显示，其血清标志物水平升高，表明VLH在体内能够有效维持功能。组织学分析也发现，VLH移植后的血管化程度更高，丰富的血管网络为类器官提供了充足的氧气和营养物质，有力地保障了类器官的正常功能。

图 2：HUVECs和GelMA/NHS/VEGF协同诱导3D打印小叶状肝类器官的血管化

图 3：血管化小叶状肝类器官原位植入后的长期活力维持

这项研究具有里程碑式的意义，它创新性地实现了3D打印小叶状肝类器官，并成功诱导血管化和进行原位移植。同时，揭示了促进血管化和维持功能活性的关键机制，为临床治疗急性和慢性肝损伤、肝切除术后肝功能不足等肝脏疾病提供了全新的策略和方向。

相信在科研人员的不断努力下，这一成果将逐步从实验室走向临床，为广大肝脏疾病患者带来新的希望，推动肝脏疾病治疗领域迈向新的高度。未来，我们期待看到更多基于这一成果的深入研究和应用，为人类健康事业做出更大的贡献。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yan J, Ye Z, Lu Y, et al. 3D bioprinting lobule-like hepatorganoids with induced vascularization for orthotopic implantation. Mater Today Bio. 2025;31:101515. Published 2025 Jan 22. doi:10.1016/j.mtbio.2025.101515