Nature 2025 压轴：人类肝脏"组装类器官"来了

一句话总结：马普所团队从 28 位患者（11-85岁）成功建立长期扩增的人类肝细胞类器官（h-HepOrgs），并与胆管细胞、门静脉间质组装成门静脉周围组装体，首次在体外重建真实肝组织空间架构，可用于胆汁纤维化建模和个性化药物筛选。

🔬 这个研究解决了一个什么难题？

人体肝细胞无法在体外长期扩增 —— 这是肝脏类器官领域 20 年来的核心瓶颈。

之前的方法：

原代肝细胞（PHH）：7-14天就死亡，无法扩增
肝细胞系：存在遗传漂变
诱导性肝细胞（ProliHH）：双向表型，接近祖细胞状态

本研究从 28 位患者的新鲜肝组织中成功建立了 长期扩增的肝细胞类器官，成功率 100%，并首次构建了含三类细胞的门静脉区复合结构。

🧪 技术路径：两步走

第一步：建立可长期扩增的肝细胞类器官

策略：激活 WNT + YAP 信号通路（肝再生/癌症核心驱动通路）

关键发现：去除烟酰胺后，类器官形成效率提升近 10 倍（烟酰胺对人体有肝毒性）

第二步：构建门静脉周围组装体

三种细胞按生理比例自组装（77% 肝细胞 + 8% 门静脉成纤维细胞 + 15% 胆管细胞），组装效率约 80%。

📊 核心结果

1️⃣ 类器官成功建立并可长期扩增

Fig.1 - 实验流程与培养基优化

Fig.1 | a. 实验流程：从肝组织经胶原酶灌注和 EpCAM-MACS 分选获得原代肝细胞（PHHs），在 EM2 培养基中形成 h-HepOrg 并长期扩增。b. IPA 信号通路分析。c. 不同培养基形态对比。d. 连续传代类器官形态变化（D1→P16）。e. 类器官形成效率柱状图。f. 长期培养生长曲线（>150天）

2️⃣ 分化后肝细胞功能接近原代肝细胞

Fig.2 - 肝细胞功能与代谢

Fig.2 | a. Ki-67 增殖标记。b. YAP 核定位（肝组织 vs 类器官）。c. 顶端-基底极性（Radixin/E-cadherin）。d. 基因表达热图（肝细胞 vs 胆管细胞标记物）。e. KEGG 通路富集分析。f. 代谢酶（GS/HAL）空间分布：中央静脉区（CV）和门静脉区（PV）的分区表达

✅ CYP2C9 / CYP3A4 代谢活性接近 7 天培养原代肝细胞
✅ Fah−/− 小鼠移植后生存率显著提升

3️⃣ 门静脉周围组装体重现真实组织结构

Fig.4 - Periportal Assembloids 结构

Fig.4 | a. 实验流程：h-CholOrg + h-HepOrg + 门静脉成纤维细胞（PFs）在 AggreWell 板中自组装。b. Day 6 门静脉周围组装体，比例尺 100 µm。c. AggreWell 板聚集效率对比。d. 门静脉周围组装体（底部）与真实肝组织（顶部）免疫荧光对比：门静脉成纤维细胞（洋红色）、胆管细胞（绿色）、细胞核（蓝色）。e. 细胞组成比例（肝细胞 77%、胆管细胞 15%、门静脉成纤维细胞 8%）

4️⃣ 门静脉周围组装体具有门静脉区功能特征

Fig.4 - Zonation 与功能验证

Fig.4 i-l | 门静脉周围组装体中肝细胞 zonated 基因热图：门静脉标记物（SAA1、SAA2、APOA1）高表达，中央静脉基因（CYP2E1、CYP3A4）下调

j 尿素合成：组装体 > h-HepOrgs（p = 0.0100）

k 糖异生：组装体 > h-HepOrgs（p < 0.01）

l 白蛋白分泌：随时间增加，匹配肝细胞类器官水平

5️⃣ 胆汁纤维化建模

Fig.5 - 胆汁纤维化建模

Fig.5 | a. 实验设计（稳态样 vs 纤维化样组装体）。b-c. 明场/荧光对比：增加 20 倍门静脉间质细胞后，类器官呈囊性扩张。d. 细胞比例变化（胆管细胞↑、肝细胞↓）。e. 免疫荧光染色（肝细胞 HNF4A、胆管细胞 KRT19）。f. 与 PSC/PBC 患者数据集转录组相关性热图。g. 差异基因 dot plot。h. GSEA 富集分析：TNF/IL-4/6/JAK-STAT/NF-κB 信号通路显著富集

✅ 与 PSC（原发性硬化性胆管炎）和 PBC（原发性胆汁性胆管炎）患者转录组高度吻合

⚠️ 局限性

缺乏门静脉三元组：没有免疫细胞、门静脉和肝动脉血管
缺乏肝窦内皮细胞（LSEC）：无法完全重现肝血窦结构
缺乏真实血管系统：限制了某些肝病建模

💡 应用场景

场景	说明
药物代谢与毒性预测	个体化预测药物在患者体内的代谢情况
胆汁纤维化机制研究	用纤维化样 Assembloids 研究 PSC/PBC 发病机制
精准医疗	基于患者自身组织构建类器官，指导临床用药
类器官 CRO 服务	为药企提供临床前肝毒性/代谢预测

🔑 核心仪器与试剂

类别	名称
培养板	AggreWell 板（高通量组装）
基质	Matrigel / BME2（3D 基质胶）
激酶抑制剂	TRULI（LATS1/2 抑制剂，激活 YAP）、Y-27632（ROCK 抑制剂）
生长因子	WntS、EGF、FGF10、HGF、地塞米松
分选	EpCAM MACS（肝细胞分选）、CD90+PDGFRA+ 流式分选
成像	荧光显微镜、共聚焦显微镜、FACS Aria Fusion

📚 论文信息

标题：Human assembloids recapitulate periportal liver tissue in vitro

通讯作者：Meritxell Huch 团队（马普所 MPI-CBG）

发表：Nature, December 17, 2025

原文下载：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12893922/pdf/41586_2025_Article_9884.pdf

DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09884-1

标签：类器官 · 肝脏 · 门静脉周围组装体 · 胆汁纤维化 · Periportal · 个性化医疗

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