《Tissue and Cell》：Mapping the True 3D Architecture: Quantitative Morphological Diversity of Human Hepatic Functional Unit Revealed by Fluorescence Micro-optical Section Tomography
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•肝小叶和血管系统的微米分辨率三维重建。•揭示了肝小叶的非六边形形态和复杂的血管分支模式。•建立了肝微结构的定量三维形态参数。引言肝脏是人体最重要的代谢器官之一，其基本功能包括解毒、代谢、胆汁分泌、造血和储血。肝脏包含四套管道系统，其形态和功能十分复杂。肝小叶及其相邻结构是肝
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肝小叶和血管系统的微米分辨率三维重建。
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揭示了肝小叶的非六边形形态和复杂的血管分支模式。
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建立了肝微结构的定量三维形态参数。
引言
肝脏是人体最重要的代谢器官之一，其基本功能包括解毒、代谢、胆汁分泌、造血和储血。肝脏包含四套管道系统，其形态和功能十分复杂。肝小叶及其相邻结构是肝脏的基本结构和功能单位，肝小叶的功能本质上反映了肝脏的整体功能（Lau等人，2017）。包括纤维化、肝硬化、门静脉高压和肝细胞癌在内的肝脏疾病，是由肝小叶微结构的形态和循环变化所引起的。当微循环恶化时，肝组织无法获得适当的营养和氧气，可能引发炎症、纤维化或其他并发症。因此，揭示正常肝小叶及相邻结构的架构对于理解其生理和病理具有重要意义（Barnett，2018；Yoshizawa等人，2020）。
然而，目前对肝小叶三维（3D）结构的认识，大多源自组织病理学家根据二维（2D）组织学切片绘制的三维"模型图"，其中位置、连接性、形态和空间关系等三维信息不准确、主观且具有半定量性（Wang等人，2024；Rezania等人，2016）。近期研究表明，三维组织结构在组织病理学检查中的关键作用日益受到强调（Zhang等人，2025；Tanaka等人，2017；H?gerling等人，2017）。因此，有必要重建一个精确的三维模型，以展示肝小叶及其相邻结构的微解剖学特征。
Dehkordi（Mosharaf-Dehkordi，2019）发现，在检查肝横截面时，各小叶的结构并非完全一致，在形状和大小上存在差异，门管区和中静脉的数量和位置也有所不同。Fabián及其同事利用人肝组织的空间分辨几何和功能模型，通过二维测量确定小叶半径为513 ± 27 μm（Segovia-Miranda等人，2019）。在另一项研究中，Hall及其同事根据门管区与中静脉之间的距离，估计人肝小叶的半径为491 μm（Hall等人，2017）。尽管有这些定量努力，肝小叶的三维构型仍然在很大程度上不清楚。Teutsch将人肝小叶描述为具有七到九个面的多面体结构（Teutsch，2005）。同时，Debbaut等人通过三维重建，在多个尺度上探索了人肝血管系统，并定量刻画了肝动脉和门静脉在宏观和中观尺度上的分支拓扑结构和几何特征（Debbaut等人，2014；Debbaut等人，2011）。Ma等人（Ma等人，2019）成功测量了肝动脉、门静脉和肝静脉直至第20级分支的通道直径。然而，在宏观水平上仅能观察到门静脉和肝静脉的主要大分支，包括其第一、第二和第三级分支，难以在介观和微观水平上展示肝Glisson系统中血管的三维架构。Ashley等人（Kiemen等人，2022）提出了一种名为CODA的方法，利用连续组织切片在小鼠肝脏的亚细胞分辨率下进行三维重建。然而，仅重建了血管系统，未重建肝小叶。目前对肝脏功能单位形态的认识仍然基于传统的六边形形状，因此仍十分有限。
荧光微光学切片断层扫描（fMOST）（Li等人，2010；Gong等人，2016；Zhong等人，2021；Liu等人，2023；Gou等人，2025）将荧光光纤切片与二维断层扫描相结合，可以获得连续的组织学断层图像，具有高精度、高分辨率和优异的配准准确度。该技术能够在亚微米水平上重建人类细胞和组织的真实形态，并已被广泛应用于神经科学研究（Wu等人，2023）。
本研究旨在利用fMOST技术获取人肝组织的连续切片图像，对肝小叶及其相邻结构进行分割和三维重建，测量肝小叶的三维形态参数，从而更新组织学和病理学知识。本研究为肝小叶的精细架构和微循环蓝图作出了贡献，为解读肝脏病理生理提供了新的形态学框架，为类器官工程和计算肝脏模型提供了基准数据，并提供了一种可适应于其他结构复杂器官的技术范式。
章节摘要
样本包埋、染色、连续切片和图像采集
两块正常人肝组织标本（1 cm × 1 cm × 0.5 cm和1 cm × 1 cm × 1 cm）由中国陆军军医大学附属新桥医院提供。本研究经医院伦理委员会批准（编号：2022-Yandi 023-01），并遵循《赫尔辛基宣言》的伦理要求。
为确保样本同质性并最大限度地减少潜在的混杂变量，我们制定了以下纳入标准：（1）来自
肝小叶的三维架构
我们重建了29个人肝小叶以表征其三维架构（图3 A和B）。肝小叶呈纺锤形结构，特征为中部膨大、两端变细。为进一步明确和量化肝小叶的轮廓结构，我们沿肝小叶的纵轴以10%为增量连续采集横截面，并测量各横截面在X和Y方向上的直径（图3E，补充数据1）。The
利用fMOST实现高保真肝小叶三维架构成像
fMOST技术已彻底革新了三维微结构成像，提供了亚微米分辨率（像素尺寸为1×1 μm）（Wu等人，2023；Zhang等人，2022；Huang等人，2023；Sun等人，2021），在保留组织结构方面优于微CT或血管铸型等传统技术。铸型和微CT仅限于宏观可视化或存在空间畸变，而fMOST能够无变形地高精度映射肝脏微观结构，包括
结论
本研究首次利用fMOST技术以前所未有的分辨率，全面重建了人肝小叶及其相邻结构（包括小叶间静脉、动脉、胆管和中静脉）的三维架构。我们的发现修正了经典解剖学范式，揭示了肝小叶不规则、异质性的形态以及其血管网络的复杂分支模式。这些发现不仅推进了
缩略语
CV，中静脉；fMOST，荧光微光学切片断层扫描；3D，三维；2D，二维；MIP，最大强度投影。
伦理审批
本研究经陆军军医大学新桥医院伦理委员会批准（编号：2022-023-01），所有方法均按照1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修正案所规定的伦理标准执行。
未引用参考文献
（Lau等人，2021；Tanaka等人，2018；de Senneville等人，2021）
作者声明
本研究使用了人组织样本，两块正常人肝组织（1 cm × 1 cm × 0.5 cm和1 cm × 1 cm × 1 cm）由中国陆军军医大学附属新桥医院提供。涉及人样本的操作经陆军军医大学附属新桥医院医学伦理委员会批准（编号：2022-Yandi 023-01），并符合《赫尔辛基宣言》中概述的原则。
所有作者均已阅读并批准本手稿，The
CRediT作者贡献声明
吴怡：写作—审阅与编辑，方法学，形式分析。董诗武：监督指导，项目管理。郑璐：验证，资源。萍一方：验证，方法学。冯伟：可视化。李奇：可视化。吕云玺：可视化。胡宏嘉：可视化。刘思霖：可视化。梅晓峰：可视化。刘宏军：写作—初稿，可视化，方法学，形式分析。陈娜：写作—初稿，方法学，调查研究，形式
利益冲突
所有作者均已阅读并批准本手稿，作者声明不存在利益冲突。
致谢
本研究受重庆市科技人才项目（CQYC201905037）、重庆市重点研发计划项目（CSTB2022TIAD-KPX0181）和陆军军医大学本科生研究培养项目（2025XBK42）资助。
作者贡献
研究由陈娜、刘宏军和吴怡设计；临床样本由郑璐收集。样本包埋、染色、连续切片和图像采集由陈娜完成。数据分割
陈娜|刘宏军|梅晓峰|刘思霖|胡宏嘉|吕云玺|李奇|冯伟|萍一方|郑璐|董诗武|吴怡
