将人类诱导多能干细胞(iPSCs)衍生的肝细胞，与在发育上极其重要的一些祖细胞共培养，研究人员证实这些细胞可以自己组织形成具有功能的三维肝芽。研究人员发现，这些肝芽在某些方面显示了与人类肝脏相似的新陈代谢，当移植到小鼠体内时，肝芽与宿主循环系统连接到了一起。这项新研究工作发表在7月3日的《自然》（Nature）杂志上。

威斯康星大学医学院再生医学中心主任Stephen Duncan（未参与该研究）说：“我认为在这篇论文中研究人员的工作质量非常的高。他们通过加入可生成适当生长因子的细胞，使得iPSCs分化……然后这些细胞自发地形成了这些三维聚集物，进而形成了一个初步的脉管系统。”

当前，全球有超过10万末期器官衰竭患者在等待器官移植。由于缺少器官供者，数十年来科学家们一直试图从头开始构建移植器官。1981年发现胚胎干细胞，为在实验室中培育出定制器官带来了希望。iPSCs的发现为生成来自患者自身未分化细胞的器官提供了可能性，并将有可能解决组织相容性这一问题。

“如果你可以用iPSCs生成一个真正具有功能的器官，那么你将会获得一个无限制的备用部件箱，里面的部件在遗传上与个体相匹配，”Duncan说。

“大部分从事器官生成研究工作的研究人员，都将焦点放在一个组成元件：用人类iPSCs分化出功能性细胞上。这不是一种有效的方法，因此我们提出了三维器官生成的一个新概念，”研究的领导者、日本横滨市立大学再生医学专家akanori Takebe说。

首先，研究人员利用iPSCs培育出了人类肝细胞，然后在加入两种发育上极其重要的细胞类型——人类脐静脉内皮细胞和人类间充质干细胞。研究人员发现，在这三种细胞类型混合到一起的48小时内，肝细胞团开始自组织形成三维团块，并生成了血管。

微阵列分析83个已知在肝脏发育过程中处于活性状态的基因，揭示相比于其他研究团体生成的iPSC 衍生肝细胞，iPSC衍生肝芽中的基因表达与人类胎肝组织更为相似。研究人员还发现，肝芽以一种与人类代谢相似的方式分解了某些药物。此外，移植肝芽相比于其他iPSC衍生肝细胞生成了更高水平的人类血清白蛋白（一种重要的肝脏代谢物）。

Takebe研究小组还将肝芽移植到了免疫缺陷小鼠的大脑中，并通过植入到颅骨中的一个窗口他们观察了组织块。荧光成像肝芽内血管，揭示这些血管在移植48小时内与小鼠的脉管系统形成了畅通无阻的连接。

美国维克森林医学院生物工程学家Shay Soker认为，这一研究是一个重要的技术成果。但他也还是质疑这一技术是否能够扩展制造出可用的人类肝脏。

Takebe表示：“制造出能够移植到人类的足够大的肝芽，是非常重要的一步。肝脏是由100-1000亿个肝细胞组成。我们需要建立一种新的自动培育系统，使得能够制造出大型的肝芽。”