文獻(xiàn)速遞：仿生血管化iPSC肝細(xì)胞球體用于肝臟再生

近日，南京鼓樓醫(yī)院趙遠(yuǎn)錦聯(lián)合任昊楨在肝臟修復(fù)研究方面取得了研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Advenced Science》（IF=14.3、一區(qū)top期刊）上。

急性肝功能衰竭（ALF）是一種由肝細(xì)胞廣泛功能障礙引發(fā)的致命性疾病，細(xì)胞移植作為治療該疾病的前沿策略，可借助干細(xì)胞、原代 / 祖肝細(xì)胞及人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生肝細(xì)胞（hiPSC-heps）等實(shí)現(xiàn)肝臟再生修復(fù)。其中，hiPSC-heps 因誘導(dǎo)便捷、肝功能優(yōu)異且療效明確，被視為極具潛力的 ALF 治療細(xì)胞來(lái)源。然而，hiPSC-heps 在臨床應(yīng)用中面臨諸多瓶頸：經(jīng)靜脈注射后易受宿主免疫細(xì)胞攻擊，導(dǎo)致細(xì)胞丟失、功能受損及非靶向聚集；分散浸潤(rùn)肝臟的 hiPSC-heps 難以營(yíng)造適宜的肝臟微環(huán)境，無(wú)法充分發(fā)揮減輕損傷、促進(jìn)增殖及肝臟年輕化等治療功能；受損肝臟的缺血、缺氧或炎癥狀態(tài)還會(huì)嚴(yán)重影響移植后 hiPSC-heps 的存活率。同時(shí)，傳統(tǒng)細(xì)胞球體制備方法缺乏精準(zhǔn)可控性，存在尺寸不準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)不均的問(wèn)題，且局部植入時(shí)易粘連導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)匱乏，其在肝臟再生治療中的療效也有待探索，因此亟需開(kāi)發(fā)新型細(xì)胞遞送策略以提升 hiPSC-heps 在 ALF 治療中的存活與功能發(fā)揮。

基于此，本研究成功開(kāi)發(fā)出基于微流控微膠囊的仿生血管化 hiPSC-hep 球狀體，用于原位移植治療急性肝功能衰竭。通過(guò)微流控電噴霧技術(shù)制備的微膠囊，以負(fù)載 hiPSC-heps 的羧甲基纖維素（CMC）為核心，海藻酸鈉（Na-Alg）與甲基丙烯�；�透明質(zhì)酸（HAMA）混合水凝膠為殼層，可精準(zhǔn)調(diào)控微膠囊的尺寸、單分散性與組成；選擇性降解海藻酸鈉后形成的多孔 HAMA 殼層，能促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）附著形成血管網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn) HUVECs 與 hiPSC-heps 的有效通訊，為 hiPSC-hep 球狀體提供營(yíng)養(yǎng)支持、增強(qiáng)肝功能并抵御免疫細(xì)胞攻擊。在 ALF 大鼠模型實(shí)驗(yàn)中，與單純 hiPSC-hep 球狀體移植組及模型組相比，血管化 hiPSC-hep 球狀體微膠囊移植組能更顯著改善大鼠肝功能指標(biāo)（ALT、AST）、凝血功能（INR）及血氨水平，減少肝臟充血與空泡化，促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡與炎癥反應(yīng)，且移植微膠囊可在肝臟靶向聚集并維持功能達(dá) 7 天，顯著提升大鼠存活率。該研究表明，仿生血管化 hiPSC-hep 球狀體微膠囊在臨床肝臟再生治療中具有極高實(shí)用價(jià)值，未來(lái)可進(jìn)一步構(gòu)建包含多細(xì)胞相互作用的復(fù)雜血管化肝組織，為組織工程中的細(xì)胞移植提供新框架。

文章中，為了研究微膠囊在急性肝功能衰竭（ALF）大鼠肝臟中的定植情況，作者在移植前使用熒光細(xì)胞膜染料DIR對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記染色，隨后在移植后的第1、3、7和14天利用廣州博鷺騰AniView多模式動(dòng)物活體成像系統(tǒng)進(jìn)行成像。成像結(jié)果顯示，移植的微膠囊可集中分布在大鼠肝臟區(qū)域，且呈現(xiàn)出可觀的熒光強(qiáng)度，未發(fā)生向身體其他部位的轉(zhuǎn)移，證明該血管化微膠囊具有良好的肝臟靶向聚集能力；同時(shí)，微膠囊在移植后可維持理想的熒光強(qiáng)度長(zhǎng)達(dá) 7 天，表明其在肝臟內(nèi)能夠持續(xù)保持功能，為后續(xù)促進(jìn)肝臟再生、改善肝功能提供了基礎(chǔ)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該仿生血管化 hiPSC-hep 球狀體微膠囊在體內(nèi)應(yīng)用的有效性與穩(wěn)定性。

論文鏈接：
doi:https://doi.org/10.1002/advs.202405662