適合移植的人體器官的短缺是一個(gè)全球性的挑戰(zhàn)。組織工程已顯示出在體外生長(zhǎng)組織以取代體內(nèi)功能失調(diào)器官的前景。但其在大功能器官再生中的應(yīng)用在臨床上收效甚微。一個(gè)主要原因是，這些器官有豐富的、精心安排的血管系統(tǒng)，這對(duì)于當(dāng)前的技術(shù)（例如，血管生成劑的共輸運(yùn)）來(lái)說(shuō)過(guò)于復(fù)雜，無(wú)法在工程組織中重現(xiàn)。血管化不良已成為導(dǎo)致體內(nèi)工程組織移植效果不理想的主要原因。
有鑒于此，南京大學(xué)董磊教授、張峻峰教授和澳門大學(xué)王春明等人在這里提出的方法是“轉(zhuǎn)變”，而不是“移植”或“工程”，一個(gè)器官來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。它的目的是重建體內(nèi)現(xiàn)有的器官，以發(fā)展另一功能失調(diào)的器官的功能。相關(guān)成果于6月10日發(fā)表在Science Advances雜志上
現(xiàn)有的器官提供了難以在工程組織中模仿的廣泛的相互連接的脈管系統(tǒng)，并提供了具有細(xì)胞粘附力的微環(huán)境。此外，要轉(zhuǎn)化的器官在功能上應(yīng)是可有可無(wú)的，并且要足夠大，以便可以充分執(zhí)行重要的大型器官（如肝臟）的功能。多個(gè)方面的證據(jù)表明，脾臟將非常適合轉(zhuǎn)化。
1）首先，脾臟是大型的外周淋巴器官，本質(zhì)上是殘留的造血器官。淋巴結(jié)（用于淋巴）和肝/腎（用于血液過(guò)濾）可在很大程度上補(bǔ)償其功能。
2）其次，脾臟相對(duì)較大（成年男性中大于170 cm3），并且肝動(dòng)脈有豐富的血液供應(yīng)。
3）第三，接受脾切除術(shù)的患者沒(méi)有嚴(yán)重的疾病，進(jìn)一步證實(shí)了其可有可無(wú)性。
為了驗(yàn)證假設(shè)并針對(duì)肝臟再生，研究人員設(shè)計(jì)了一種兩步法將小鼠脾臟轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苷５母闻K。但是首先需要通過(guò)外科手術(shù)將每只實(shí)驗(yàn)鼠的脾臟移到皮膚下的一個(gè)位置，以便更容易接近。下面就進(jìn)行：
在第一步（“重塑”）中，通過(guò)反復(fù)注射腫瘤提取物，腫瘤組織勻漿[溶質(zhì)腫瘤勻漿（STH）]的上清液，目的有兩個(gè)：（i）抑制免疫排斥反應(yīng)以適應(yīng)同種/異種肝細(xì)胞；（ii）增加細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的產(chǎn)生（脾臟中的含量較低）以支持上皮細(xì)胞的發(fā)育。研究表明，這種重塑被證明是有效的，它增加了成纖維細(xì)胞和膠原的含量，使器官更大、更硬、更適合錨定依賴的上皮細(xì)胞生長(zhǎng)。重塑還誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞形成抗炎、促再生表型，促進(jìn)脾臟血管化。結(jié)果，重建的脾臟促進(jìn)了異種肝細(xì)胞的定植、增殖和功能。
圖|脾臟重塑
在第二步（“移植”）中，基于先前的發(fā)現(xiàn)，即在已建立的免疫抑制位中，異種細(xì)胞系可以生長(zhǎng)（但僅限于此），研究人員將一些自體、異體和異種肝細(xì)胞移植到重塑的脾臟中。這些細(xì)胞在宿主中生長(zhǎng)并起作用。
圖|STH重塑脾臟中的肝細(xì)胞移植
研究人員隨后讓這些細(xì)胞在小鼠體內(nèi)生長(zhǎng)8周。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)化后的組織在大小上與天然肝臟相當(dāng)，并且可以容納足夠的功能肝細(xì)胞。它不僅表現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的肝功能（例如白蛋白產(chǎn)生和藥物代謝），而且更重要的是使小鼠免受兩種類型的極端損害：急性肝衰竭和90％肝切除術(shù)。據(jù)所知，以前的研究很少達(dá)到這種水平。
圖|小鼠脾臟重塑支持異種移植HepG2細(xì)胞的生長(zhǎng)
圖|肝化脾的功能
盡管在動(dòng)物中未觀察到異常，但是評(píng)估這種重塑的安全性至關(guān)重要。特別注意了該方法的兩個(gè)部分。1）將脾臟轉(zhuǎn)移至皮下部位，這在生理上是正常的，但在臨床上將不會(huì)執(zhí)行該程序，因?yàn)槟壳巴饪剖中g(shù)的介入還是很便利的。2）過(guò)度的組織纖維化可能是致癌的，但該實(shí)驗(yàn)由STH注射引起的纖維化程度遠(yuǎn)低于典型病理情況（例如，肝纖維化或肺纖維化），且在24周檢測(cè)中，小鼠無(wú)發(fā)生病變。
仍存不足：
需要注意的是，在血液供應(yīng)方面，脾臟轉(zhuǎn)化的“肝臟”與天然肝臟有所不同，這可能會(huì)導(dǎo)致多種后果。前者利用富動(dòng)脈的脾血管來(lái)支持移植的肝細(xì)胞，而后者則主要依靠具有較低氧張力的門靜脈血，這可能會(huì)對(duì)肝細(xì)胞產(chǎn)生微妙或長(zhǎng)期的影響。同時(shí)，天然肝臟從門靜脈血液中接受腸源性生長(zhǎng)因子和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并在有害物質(zhì)進(jìn)入主循環(huán)之前進(jìn)行過(guò)濾。在轉(zhuǎn)化的器官中，脾臟不能直接進(jìn)入門靜脈血；因此，移植肝細(xì)胞的生長(zhǎng)可能需要主循環(huán)輸送或由脾臟產(chǎn)生生長(zhǎng)因子支持。此外，由于可能含有腸源性毒素的門靜脈血沒(méi)有被立即過(guò)濾，其對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用可能會(huì)減弱；研究人員推測(cè)，這些毒素仍然可以被脾臟轉(zhuǎn)化的肝組織消化。
這種方法的未來(lái)臨床轉(zhuǎn)化必須考慮幾個(gè)因素。
1）肝炎、肝硬化等肝病可引起實(shí)質(zhì)性脾功能亢進(jìn)和其他脾臟改變，是導(dǎo)致肝功能衰竭的主要原因之一。因此，在有代表性肝病和脾臟異常的大型動(dòng)物中進(jìn)一步優(yōu)化該方法將具有轉(zhuǎn)化意義。
2）炎癥反應(yīng)在病理情況下是常見(jiàn)的，可導(dǎo)致脾臟腫大；因此，抗炎治療可被認(rèn)為有助于脾臟的轉(zhuǎn)化。
3）應(yīng)為更復(fù)雜和具體的臨床情況制定戰(zhàn)略。
4）需要設(shè)計(jì)定制的操作。
5）對(duì)于急性肝功能衰竭患者，脾臟轉(zhuǎn)化過(guò)程的整體時(shí)間也應(yīng)該縮短。
