副作用更少解毒能力更强…人工肝脏研发成功

Published 16 Feb.2023 12:40(KST)

首尔大学兽医学系研究团队

终末期肝脏疾病在全球范围内具有极高的患病率，肝移植是最终的延命治疗方法。然而，目前全球用于肝移植的捐献肝脏极度匮乏。国内研究团队近日开发出一种副作用更少、性能更优异的人工肝。

首尔大学16日表示，兽医学系教授 Kang Kyungseon 研究团队通过肽键合，将纳米氧化石墨烯与生物脱细胞支架进行交联，从而开发出一种机械性能大幅强化的人工肝技术。

人体内部器官肝脏的图像。

在捐献肝脏严重不足的现实背景下，人工肝被提出作为替代方案。但由于肝脏具有高度精细的组织学微结构和生化特性，重建难度极大。作为克服这一局限性的下一代技术，从动物器官中完全去除细胞后获得的脱细胞支架，再重新注入人源细胞的再细胞化技术正受到关注，因为这种方法可以最大限度保留原有器官在支架内的微结构和生化特性。然而，将脱细胞支架植入体内时，由于其物理强度较弱，易于被生物降解，且分解产物会诱发炎症反应，这一直是其局限所在。

研究团队证实，纳米氧化石墨烯能够直接抑制体内分解支架的酶——基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinase，MMP）的活性，并增强支架的机械性能，从而表现出对酶降解的高度耐受性。此外，当观察纳米氧化石墨烯交联支架内浸润的免疫细胞谱系时发现，向M2型的巨噬细胞极化得到促进，而向M1型的极化受到抑制，由此可减轻移植后出现的排斥反应和炎症。尤其是，在M2巨噬细胞的亚型中，纳米氧化石墨烯对主要由M2c巨噬细胞表达的MMP活性进一步加以抑制，从而阐明了其可保护支架免受体内分解的机制。

研究团队确认，以纳米氧化石墨烯交联支架制备的仿生人工肝，具有与真实肝脏相似的组织学结构和功能。将其分别移植到急性肝衰竭和慢性肝衰竭小鼠模型中时，成功实现了对受损肝脏的有效再生，并恢复了肝功能。

研究团队表示：“本次研究成果的意义在于，通过纳米氧化石墨烯交联，克服了既有生物支架的局限性，开发出一项能够抑制人工肝移植排斥反应并最大化再生能力的下一代组织工程技术。今后将开发多种可替代捐献器官的仿生人工器官，有望作为延长患者生命的核心技术加以应用。”