胆管系统解剖位置图：成功构建功能性胆管树类器官
胆管系统解剖位置图：成功构建功能性胆管树类器官陈佳娴第一作者综上所述，该研究利用原代胆管上皮细胞和肝脏脱细胞支架成功构建了具有胆管树网络结构及胆汁分泌、运输和排泄功能的功能性胆管类器官，并通过代谢组学分析发现色氨酸代谢通路中的血清素可能是胆道树重建的关键分子。图1.功能性胆管类器官（FDO）功能表征胆道系统在肝脏和胆道疾病中具有重要作用。原代胆管细胞保留了体内生理状态下的胆管转录和功能特征，具有形成胆道结构的潜力，是体外构建功能性胆管树结构的理想种子细胞。课题组前期已建立了人和小鼠胆管上皮细胞的分离技术和体外三维扩增培养技术，因此在本研究中我们利用原代胆管上皮细胞经胆管系统接种至保留完整肝脏管网结构的大鼠全肝脱细胞支架中，并利用自主知识产权的三维循环灌流培养系统实现体外长期培养，成功构建了功能性胆管树类器官。该功能性胆管树类器官不仅可为肝胆疾病的体外建模和药物筛选提供技术平台，同时也解决了体外重建人工肝脏的再胆管化难题。
EASL2022丨李君教授：成功构建功能性胆管树类器官，为肝胆疾病体外研究提供技术支持
终末期肝病病死率高，肝移植是目前唯一有效的治疗方法。然而，由于肝源短缺，肝移植受益人群有限，功能性生物工程肝可作为替代性肝移植物。其中胆道树系统是肝内代谢物转运和排泄的重要通道，不完整的胆道树系统会造成严重的移植后并发症。因此，构建功能性胆管树系统对于生物工程肝脏结构和功能的完整性具有重要作用。
在第57届欧洲肝病研究学会年会（EASL2022）暨2022年国际肝脏大会™（ILC 2022）上，浙江大学医学院附属第一医院李君教授团队报告了一项利用原代胆管上皮细胞和全肝脱细胞支架重建功能性胆管树类器官的研究（摘要编号：SAT171）。该研究通过将新鲜分离的小鼠原代胆管上皮细胞经肝外胆管逆行移植至大鼠肝脏脱细胞支架内，并在3D循环灌流系统中培养14天，成功构建了具有胆管树样网络结构的功能性胆管类器官。
形态学和组织学检测显示，保留天然胆管细胞特征的小鼠原代胆管细胞经胆管种入保留完整管网结构的大鼠全肝脱细胞支架，显示出良好的活力，经过3D灌流培养14天逐渐形成胆管树样分支网络结构，并观察到了原发性纤毛的形成。该管状结构表现为紧密连接的单层上皮结构，并表达CK7、CK19、EpCAM等胆管特异性标志物。将该功能性胆管类器官与罗丹明123共同孵育后，荧光在管腔内聚集，而经过多耐药基因1（MDR1）抑制剂维拉帕米预处理的功能性胆管类器官则无法将罗丹明123转运至管腔内；将其与胆盐类似物胆酰赖氨酰荧光素（CLF）共同孵育后，观察到CLF在管腔内积累；说明功能性胆管类器官具有分泌、转运、排泄胆汁的功能（图1）。进一步代谢组学分析发现，血清素在功能性胆管类器官培养过程中特异性表达，血清素所参与的色氨酸代谢通路可能是功能性胆管类器官形成的关键通路。
综上所述，该研究利用原代胆管上皮细胞和肝脏脱细胞支架成功构建了具有胆管树网络结构及胆汁分泌、运输和排泄功能的功能性胆管类器官，并通过代谢组学分析发现色氨酸代谢通路中的血清素可能是胆道树重建的关键分子。
图1.功能性胆管类器官（FDO）功能表征
研究者说胆道系统在肝脏和胆道疾病中具有重要作用。原代胆管细胞保留了体内生理状态下的胆管转录和功能特征，具有形成胆道结构的潜力，是体外构建功能性胆管树结构的理想种子细胞。课题组前期已建立了人和小鼠胆管上皮细胞的分离技术和体外三维扩增培养技术，因此在本研究中我们利用原代胆管上皮细胞经胆管系统接种至保留完整肝脏管网结构的大鼠全肝脱细胞支架中，并利用自主知识产权的三维循环灌流培养系统实现体外长期培养，成功构建了功能性胆管树类器官。该功能性胆管树类器官不仅可为肝胆疾病的体外建模和药物筛选提供技术平台，同时也解决了体外重建人工肝脏的再胆管化难题。
第一作者
陈佳娴
浙江大学医学院内科学（传染病学）博士研究生，本科及硕士均就读于浙江大学，本科期间多次获得学业奖学金、省政府奖学金、优秀学生称号，研究生期间获得优秀研究生称号，参与国家重点研发计划、浙江省重点研发计划等项目研究工作，作为共同作者在ACS Biomater Sci Eng、Mol Ther-Oncolytics等SCI期刊发表多篇论文。
通讯作者
李君
浙江大学“求是特聘”教授、博士生导师，中组部国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部重点领域创新团队负责人。现任浙江大学传染病诊治国家重点实验室副主任；中华医学会肝病学分会委员、中国老年病学会干细胞专业委员会副主委、亚太医学生物免疫学会肝病学分会常委等。主持国家自然科学基金（重点、面上）、国家重点研发计划和国家科技重大专项子课题等国家级课题15项，在Gut、J Hepatol、Hepatology等SCI期刊发表论文60余篇；获国家科技进步一等奖2项，浙江省科技进步奖一等奖2项。
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