麻省理工科学家突破性成果:可注射“迷你肝脏”问世,器官移植将迎革命

2026-04-22 04:21来源:本站

  麻省理工科学家突破性成果:可注射“迷你肝脏”问世,器官移植将迎革命

  【编者按】在医学科技日新月异的今天,器官移植的供需矛盾依然严峻,尤其是对于慢性肝病患者而言,漫长的等待往往意味着生死考验。然而,来自麻省理工学院的一项突破性研究,或许将彻底改写这一困境。科学家们成功培育出可注射的“迷你肝脏”,它们能在体内承担起衰竭肝脏的部分功能,为超过万名等待肝移植的美国患者带来新的希望。这项技术不仅有望成为手术的替代方案,还能作为移植前的“生命桥梁”,甚至在传统手术无法实施的情况下提供治疗可能。让我们一起深入了解这项可能颠覆肝病治疗的革命性进展。

  麻省理工学院的科学家们成功创造出可注射入体内的“迷你肝脏”,旨在帮助衰竭的肝脏维持功能。

  若能在临床上实现,这一突破将为目前等待移植的超过1万名美国慢性肝病患者提供生命线——当前捐赠器官严重短缺,难以满足需求。

  “我们将其视为‘卫星肝脏’,”论文作者、生物医学工程教授桑吉塔·巴蒂亚在一份声明中解释道。

  “如果我们能在保留病变器官的同时,将这些细胞送入体内,就能提供辅助功能。”

  在早期的小鼠研究中,研究人员已证明这些工程化组织成功产生了真实肝脏所分泌的多种酶和其他蛋白质,并且能在体内保持活性至少两个月。

  作为人体最大的实体内脏器官,肝脏负责高达500项与血液化学物质调节相关的基本身体功能——从凝血调节到清除药物和细菌。这些功能大多由一种称为肝细胞的特殊细胞执行。

  过去十年间,巴蒂亚和她的团队一直在探索无需外科移植即可恢复肝细胞功能的方法。

  他们研究的一个思路是将肝细胞嵌入生物相容性材料(如水凝胶)中。水凝胶是一种三维交联聚合物网络,能够吸收大量水分而不溶解。

  然而,这种方法的问题在于水凝胶本身也需要通过手术植入。为解决这一难题,研究人员转而寻找将肝细胞直接注射入患者体内的途径。

  他们的解决方案不仅涉及注射细胞,还包括注射水凝胶微球。这些微球既能帮助肝细胞聚集,又能促进它们与附近血管建立连接。

  水凝胶微球的一个卓越特性在此过程中发挥了作用——当紧密堆积时,微球表现得像液体,可通过注射器注入;一旦进入体内,它们便能恢复固体结构。

  此外,水凝胶微球在促进伤口愈合方面也显示出潜力,因为它们能帮助细胞迁移到微球之间的空隙并构建新组织。通过这种方式,麻省理工学院的研究团队得以利用微球帮助注入的肝细胞形成稳定的组织移植物。

  通过在注射混合物中加入成纤维细胞(一种支持性细胞),研究团队提高了肝细胞的存活几率,并促进了血管向移植物内生长。

  “我们所做的是利用这项技术为细胞移植创造一个工程化的微环境,”论文作者、生物工程师瓦尔德曼·库马尔在一份声明中解释道。

  “如果细胞在没有这些微球的情况下注入,它们无法有效与宿主整合。但这些微球为肝细胞提供了一个微环境,使它们能够定位停留,并更快地与宿主循环系统建立连接。”

  在与科赫研究所专家合作下,研究人员开发出一种利用超声波引导注射器到达注射部位(在小鼠实验中为腹部脂肪组织)并监测植入物持续稳定性的方法。

  “新生血管直接在肝细胞旁形成,这正是它们能够存活的原因,”库马尔说。“它们能够直接获得输送来的营养,正常发挥功能,并产生我们期望的蛋白质。”

  据研究人员介绍,移植物也可被输送到体内的其他部位,包括脾脏和肾脏附近。

  “对于绝大多数肝脏疾病,移植物无需紧靠肝脏放置,”库马尔指出。事实上,只要注入的细胞有足够空间并能接入循环网络,它们就能像‘原生’细胞一样发挥作用。

  研究团队报告称,注入的肝细胞在整个研究期间(八周)始终保持功能,表明该疗法具有作为肝病长期治疗的潜力。

  “我们认为这项技术既能提供手术的替代方案,也能作为移植前的过渡桥梁——在获得捐赠器官前,这些移植物可以提供支持,”库马尔解释道。

  他补充道:“如果我们认为患者可能需要再次治疗或更多移植物,这种可注射技术的实施障碍远低于再次手术。”

  此外,团队指出,移植物还可用于帮助那些因健康状况无法耐受手术而不符合移植条件的患者。

  就目前方案而言,患者需要使用免疫抑制药物才能应用迷你肝脏。但团队表示,未来或许能开发出具有“隐形”肝细胞的版本,以规避免疫排斥反应。

  另一种方案是改造水凝胶微球,使其能在注射部位局部释放免疫抑制剂。

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  Kumar, V., Yun, J., Elledge, S. K., Henning, N., Grzelak, K. A., Westerfield, A. D., Stoddard, A., Oladimeji, F. A., Spanoudaki, V., Chakraborty, K., Patel, S. K., Fleming, H. E., Chen, C. S., & Bhatia, S. N. (2026). Image-guided injectable niche for hepatocyte transplantation. Cell Biomaterials. https://doi.org/10.1016/j.celbio.2026.100378

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