利用人类成体干细胞衍生肝类器官建模肝脏脂肪变性

代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)作为全球最常见的慢性肝病，其患病率高达25%，且随肥胖率上升而加剧。MASLD以代谢应激引起的肝损伤为特征，与胰岛素抵抗及遗传因素紧密相关，临床谱系广泛，包括非酒精性脂肪变性至肝细胞癌，已成为晚期肝病及肝移植的主要病因。脂质沉积导致的脂毒性是MASLD进展的关键因素，促进代谢紊乱及肝细胞损伤。现有体内外模型虽增进理解，但大型动物模型受伦理与成本限制，啮齿动物模型则受物种特异性影响，2D细胞培养缺乏体内复杂性，故亟须创新模型以推动MASLD机制研究与治疗开发。

2025年4月3日，天津市第一中心医院张雅敏团队发表在Iscience上题为Modeling hepatic steatosis with human adult stem cell-derived liver organoids的研究基于Clever团队的方法，从人类成体干细胞(ASCs)成功扩增出双能胆管细胞类器官(COs)，并进一步分化为具有成熟肝细胞功能特性的LOs。通过梯度浓度油酸(OA)诱导，构建了肝脂肪变性模型，该模型成功再现了脂肪变性及炎症特征，并验证了对抗脂肪变性药物的敏感性。此模型不仅为MASLD的分子机制研究提供了有力工具，还展示了在药物筛选中的巨大潜力，有望推动MASLD治疗方法的开发。

图示描述

1，COs和LOs的生成与表征。图1展示了从成人干细胞(ASCs)衍生胆管细胞类器官(COs)及进一步分化为肝类器官(LOs)的过程。通过免疫荧光和基因表达分析，确认了LOs具有成熟肝细胞的形态和功能特征，包括表达肝细胞特异性标志物如ALB和E-cadherin，以及具备分泌白蛋白(ALB)和α-1抗胰蛋白酶(AAT)的能力。

2，LOs的转录组分析揭示其脂质代谢能力。图2通过转录组分析，发现LOs中脂质代谢相关基因显著上调，KEGG和GO富集分析进一步证实了这些基因在脂质代谢途径中的关键作用，表明LOs具备脂质代谢潜力。

3，梯度OA诱导LOs构建脂肪变性模型。图3通过梯度浓度油酸(OA)处理LOs，发现600μM OA为最佳浓度，可显著诱导LOs内脂质积累，表现为Nile Red染色荧光强度增加及甘油三酯含量上升，同时细胞活力略有下降。

4，LOs脂肪变性模型复制MASLD的脂肪变性与炎症。图4展示了600μM OA处理的LOs模型中，脂质代谢相关基因(如SREBP、FASN、CD36)及炎症因子(如IL-6、IL-1β、TNF-α)表达显著上调，同时ROS水平增加，成功模拟了MASLD的脂肪变性与炎症特征。

5，LOs脂肪变性模型用于药物筛选。图5评估了五种抗脂肪变性药物对LOs脂肪变性模型的治疗效果，发现除二甲双胍外，其他药物均显著降低脂质沉积并提高细胞活力，其中奥贝胆酸和萨罗格列扎效果最为显著，展示了该模型在药物筛选中的应用潜力。

全文总结

本文研究了利用人成体干细胞衍生的肝类器官(LOs)构建脂肪变性模型。研究者从三位患者正常肝组织衍生的ASCs诱导形成COs，后者能在体外分化为LOs，这些LOs表达成熟肝细胞标志物，具备糖原积累及ICG摄取释放能力，转录组分析揭示其脂质代谢潜力。通过梯度浓度油酸(OA)诱导，成功构建了脂肪变性模型，再现了MASLD的脂质积累和炎症反应特征。药物筛选显示，除二甲双胍外，其他四种药物均展现显著抗脂肪变性能力，表明该模型在药物筛选中的潜力。