巴西聖保羅大學人類基因體與幹細胞研究中心(HUG-CELL)，以大鼠肝臟去細胞化(decellularization)獲得的胞外基質(extracellular matrix)，培養人類細胞，重建具有人類特徵的肝臟。該研究1月7日刊登在《Materials Science and Engineering: C》。

近年來，科學家運用去細胞化(decellularization)與再細胞化(recellularization)等生物工程技術，發展移植用器官的製造。

該技術是將捐贈者的肝臟，經由多種含有清潔劑或酵素的溶液處理，去除組織中的所有細胞，僅留下具有器官原始結構和形狀的胞外基質。之後，將患者身上取出的細胞種在胞外基質上，培養成器官。從長期來看，這種技術可避免傳統器官移植的免疫系統排斥風險。

然而，去細胞化的過程也去除了胞外基質的主要成分，像是促進細胞增殖和形成血管的分子，削弱了細胞黏附至胞外基質的能力，損害再細胞化。

為了克服這個障礙，HUG-CELL研究員在去細胞化和再細胞化之間，引入了另一階段來增強該技術。

將大鼠肝臟分離和去細胞化後，研究員將富含SPARC和TGFB1等分子的溶液注入胞外基質，這些分子是在實驗室培養的肝細胞所製造的蛋白質，這些蛋白質促進肝細胞增殖和形成血管，對於健康的肝臟非常重要。

論文第一作者Caires-Júnior說：「這些分子豐富了胞外基質，使其變得與健康肝臟更相似。」

接著，將人類肝細胞、內皮細胞和間質細胞引入胞外基質中。間質細胞是衍生自人類誘導性多能幹細胞(iPSC)，由成人皮膚細胞重編程為胚胎樣多能狀態而產生的。

這些細胞生長成具有人類特徵的器官，在模擬人體條件的培養箱中生長了五個星期。分析表明，用SPARC和TGFB1豐富胞外基質可顯著改善再細胞化。

論文通訊作者Mayana Zatz說：「這個研究首次證明，透過這項技術，有可能在屬於肝臟的細胞譜系中誘導人類幹細胞分化，並利用這些細胞來重建器官，使其發揮功能。」

研究人員希望未來能在實驗室中規模化生產人類肝臟，增加器官的供應，造福苦於等待相容性捐贈者的患者。

資料來源：https://bioengineer.org/researchers-develop-a-technique-to-produce-transplantable-livers-in-the-laboratory/
原始論文：https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111862

(編譯/劉馨香)