综述：人PSC来源肝细胞及其在疾病模型和药物发现中的应用

这篇综述系统阐述了人多能干细胞(hPSC)分化为肝细胞(包括肝祖细胞、肝窦内皮细胞、肝星状细胞和胆管细胞)的技术进展及其在构建肝脏疾病模型和药物筛选中的应用，重点探讨了多细胞共培养系统和3D类器官技术在提升细胞功能成熟度方面的突破性价值。

　　

引言

肝脏作为代谢中枢器官，其复杂细胞组成一直是研究难点。人多能干细胞(hPSC)技术的突破为获取功能性肝细胞提供了新途径。通过模拟胚胎发育过程，科学家已建立从hPSC分化为肝实质细胞（ hepatocytes）和非实质细胞（NPCs）的系列方案，这些细胞在药物毒性测试、遗传性肝病建模和再生医学中展现出巨大潜力。

hPSC来源肝祖细胞和肝细胞

肝祖细胞(LPCs)具有双向分化潜能，可分化为肝细胞和胆管细胞。研究表明，CD13^highCD133⁺或CPM⁺标记的hPSC-LPCs经扩增后，在制瘤素M(OSM)诱导下可成熟为功能肝细胞。3D培养体系显著提升细胞功能，如Takayama团队采用纳米柱培养板使细胞色素P450活性提高3倍。基因编程策略通过过表达HNF1A/FOXA3等转录因子，可跳过传统多阶段分化流程直接获得肝细胞。

hPSC来源肝窦内皮细胞

肝窦内皮细胞(LSECs)特有的窗孔结构是物质交换的关键。最新分化方案通过FLK1⁺CD34⁺CD31⁺祖细胞分选，联合TGFβ抑制剂A83-01和低氧培养，获得能合成凝血因子VIII的功能性LSECs。Gage团队发现静脉内皮细胞在cAMP刺激下更易分化为LSECs，移植后能在小鼠肝脏形成功能性血管网络。

hPSC来源肝星状细胞

肝星状细胞(HSCs)的维生素A储存特性是鉴定关键。ROCK抑制剂Y27632可促进ALCAM⁺祖细胞向成熟HSCs分化。通过建立ACTA2-RFP报告系统，研究者筛选出青蒿素可抑制HSC活化，在CCl₄诱导的肝纤维化模型中减少胶原沉积。Lai团队开发的hPSC-HSCs在TGFβ刺激下能准确模拟纤维化进程。

hPSC来源胆管细胞

胆管细胞自组织形成的3D类器官可模拟胆汁排泄功能。Sampaziotis团队利用NOTCH信号调控，使Alagille综合征患者iPSC来源的胆管类器官重现胆管发育异常。新型肝-胆类器官(HBOs)通过半3D培养形成双层结构，成功再现胆汁酸转运过程，为药物肝毒性评估提供新模型。

hPSC来源多细胞肝脏模型

Takebe首创的"肝芽"模型将hPSC-LPCs与内皮细胞、间充质干细胞共培养，移植后能重建血管网络。微流控芯片技术通过模拟氧/营养梯度，成功诱导出肝小叶分区特征。在代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)模型中，含Kupffer细胞的多细胞类器官可同时呈现脂肪变性、炎症和纤维化特征。

展望

尽管hPSC技术已取得突破，但细胞功能成熟度仍逊色于原代肝细胞。单细胞测序揭示的肝脏细胞异质性提示，未来需开发更精准的分化方案。3D生物打印与器官芯片技术的结合，有望构建具备完整分区结构和免疫微环境的下一代肝脏模型。