人工肝脏，又近一尺！

一组国际团队用生物工程肝组织揭示了前所未知的“基因-分子窜扰（genetic-molecular crosstalk）网络”，它能控制器官发育。大大推动了从人类多能干细胞到肝组织的改造工程。文章于6月14日发表于《Nature》，但文中报道的生物工程人肝组织仍需更多轮分子微调方能进入临床试验。

　　

美国辛辛那提儿童医院医学中心的Takanori Takebe医学博士和德国Max Planck进化人类学研究所的Barbara Treutlein博士是本研究的项目领导。

生物通报道：终末期肝脏疾病治疗的唯一方法是肝移植。然而捐赠肝脏数量有限，再生医学应运而生。目前，该领域一个主要目标是实现自体组织组装——让细胞经历一系列统筹分子事件，精确计算时间和间隔形成具功能性的三维肝芽。精确胚胎内胚层（肝脏形成部位）发育分子-细胞窜扰上下文细节对提高再生治疗潜能至关重要。

“可移植的组织工程肝脏和肝组织能挽救生命，”Takebe说。“最新研究数据为我们提供了细胞间通讯的细枝末节，利用这些信息，我们生产出了非常接近人类胎儿细胞的人类肝芽。”（如图）

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遗传图纸
作者使用单细胞RNA测序（RNA-Seq）检测单个细胞在三维环境中的变化情况。在此，血管细胞、结缔组织和肝细胞进行复杂沟通。

单细胞RNA-Seq技术的主要优点是它提供了单个细胞基因活性图纸。研究人员把注意力集中在不同细胞不同时空下的活性转录因子、信号分子和受体完整图纸开发。

他们观察到了呈戏剧性变化的基因-分子窜扰和细胞行为。

单细胞RNA-Seq还帮研究人员以天然人胚胎和成人胚胎肝细胞为基准，检测了人工3D肝组织细胞的分子和基因特征图谱，发现它们与天然发育的人肝细胞非常类似。

研究人员特别指出，刺激血管内皮生成（VEGF）的信号蛋白与VEGF接受器蛋白之间的分子窜扰有助于触发肝部血液供应形成（KDR）。目前研究表明，VEGF和KDR之间的沟通信号是指导肝组织成熟发展的关键。

研究人员表示，他们在小鼠肝细胞发育、天然人类肝细胞发育和生物工程肝发育中，都检测到了这种窜扰模式。

“建立在高精度分辨率实验基础上的数据分析结果显示，使细胞定向改变的不同类型细胞之间的对话可被模仿，”Treutlein说。“至于如何在培养皿中组装生产一个功能正常的人体肝组织仍有很多东西要学，我们朝这个方向迈出了一大步。”

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纯天然VS人工制造
研究人员注意到人工生成的肝芽的基因表达图貌（基因表达的确切位置和时间），并非完全匹配天然人肝细胞。天然与人工组织之间差距，可能来自发育微环境（培养皿VS有机体）造成的不同发育路线。

总的来说，新数据将用于进一步改善肝芽类器官以及精确概括人类胎儿发育时每种类型细胞的分化。

原文标题：Multilineage communication regulates human liver bud development from pluripotency