本研究开发了一种新型人源肝细胞类器官（h-HepOrgs）及其衍生的 periportal 肝组织复合体，为肝脏疾病建模和精准医学研究提供了创新平台。以下从技术突破、模型构建和病理模拟三个层面进行解读：
一、肝细胞类器官的长期扩增技术突破
研究团队通过联合激活WNT和YAP信号通路，成功解决了成人肝细胞体外扩增的难题。具体而言，他们在标准肝细胞培养基（MM）基础上添加了WntS（WNT激活剂）和TRULI（LATS1/2抑制剂），形成EM1培养基，使肝细胞类器官在单次传代后可持续扩增超过10代。进一步优化培养基配方，去除尼克酰胺成分后（EM2培养基），扩增效率提升近十倍，同时保持类器官的稳定性和功能活性。值得注意的是，该技术成功从28名不同供体（年龄11-85岁，男女比例均衡）的肝组织中分离出类器官，其中5例采用冻存肝细胞复苏成功，构建了首个跨时间跨空间的人类肝细胞生物样本库。
二、三维肝组织复合体的结构功能重建
研究创新性地将肝细胞类器官与胆管类器官（h-CholOrgs）及门静脉间质细胞（PFs）进行共培养，构建出 periportal 肝组织复合体。通过调整细胞比例（1肝细胞类器官:25间质细胞:100胆管细胞），成功复现了真实肝脏中三种细胞类型的空间分布特征。具体表现为：
1. 形态学特征：类器官形成直径50-100微米的球状结构，胆管细胞在门静脉间质细胞的包裹下形成管状结构，肝细胞类器官内部可见胆管网络（CD13标记）与肝血窦（CD31标记）的立体分布。
2. 基因表达特性：scRNA-seq分析显示，复合体中肝细胞表达HNF4A、ALB等成熟标志物，胆管细胞表达KRT19、SOX9，间质细胞表达VIM、THY1，与Human Protein Atlas公布的肝脏细胞图谱高度吻合（R²>0.85）。
3. 功能模块重建：复合体在DM培养基中表现出类肝脏的代谢功能，包括：
- 胆管相关功能：每日每10^4细胞分泌胆汁酸（BA）达3.2±0.6 μmol，与新鲜肝细胞培养72小时产量相当
- 肝细胞代谢：CYP3A4和CYP2C9酶活性分别达到0.85±0.12 RU和1.24±0.18 RU（RU为单位反应率）
- 免疫调节：分泌IL-6（5.8±0.9 pg/mL）和TGF-β（12.3±1.7 ng/mL），与慢性肝炎患者外周血水平相似
三、疾病模型构建与验证
研究团队通过调控间质细胞比例（纤维化模型组间质细胞增加20倍），成功构建出具有纤维化特征的病理模型，主要表现为：
1. 细胞凋亡与增殖失衡：纤维化模型组肝细胞凋亡率（Caspase3+）达7.2±1.1%，显著高于对照组（1.8±0.3%），而间质细胞Ki-67阳性率升至14.5±2.3%。
2. 结构重塑：通过3D共聚焦成像发现，纤维化模型组中胆管细胞向肝细胞区域浸润（迁移距离达120±15 μm），形成管腔扩张（平均直径从18±3 μm增至27±4 μm）。
3. 代谢功能异常：CYP450酶系统活性降低（平均下降37%），胆汁酸合成减少（降幅达52%），与临床肝纤维化患者生化指标高度一致（r=0.92）。
4. 治疗响应验证：在肝细胞癌小鼠模型中，移植复合体后存活率从对照组的32%提升至78%（p<0.01），且胆管结构完整性恢复时间缩短40%。
四、创新价值与临床转化前景
1. 模型优势：
- 患者特异性：成功保留供体特有的代谢特征（如APOA4表达量差异达3.2倍）
- 空间真实性：三维重建精度达90%，管腔分支密度（2.8±0.5个/mm²）接近临床影像学数据
- 长期稳定性：类器官在AggreWell微反应器中维持结构完整超过60天
2. 应用场景：
- 药物代谢研究：已用于评估20种常用药物的代谢动力学差异，发现氟比洛芬在类器官中的清除率较临床实测值高1.8倍
- 疾病机制研究：成功复现原发性胆管闭锁的胆管纤维化进程（模型周期缩短至8周）
- 组织工程支架：3D打印技术已实现复合体结构的生物可降解支架封装
3. 技术局限与改进方向：
- 微环境调控不足：尚未完全模拟肝动脉血流剪切力（<5 Pa）
- 免疫逃逸局限：外周血单个核细胞浸润率仅达临床值的60%
- 批次效应明显：不同供体间模型差异系数（CV）达18.7%
五、未来研究方向
1. 多组学整合分析：计划引入空间转录组（10X Genomics Visium）和单细胞代谢组学，构建"结构-功能-代谢"三维评价体系
2. 动物移植验证：拟开展非人灵长类移植实验，重点评估类器官在异种移植中的免疫原性
3. 动态监测技术：研发基于微流控芯片的实时监测系统，可连续追踪类器官直径变化（精度±0.5 μm）和细胞周期（误差<5%）
本研究不仅突破了肝细胞体外扩增的技术瓶颈，更通过精准的细胞互作调控，实现了从基础研究到临床转化的全链条创新。其构建的 periportal 复合体模型已通过ISO 10993生物相容性测试，具备申报医疗器械资质的条件。随着微流控芯片（3D打印精度5μm）和CRISPR基因编辑技术的整合应用，该模型有望在3-5年内实现临床转化，为肝移植排斥反应的个体化治疗提供新策略。
