肝缺血再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury, IRI）是肝切除、肝移植等重大手术后导致肝功能障碍甚至衰竭的核心病理基础之一。然而，由于IRI过程高度依赖肝实质细胞、非实质细胞及免疫细胞之间的复杂互作，长期以来，缺乏真正“接近人体真实肝脏”的体外模型，严重制约了机制研究与药物筛选。

传统二维细胞模型过于简化，动物模型又存在显著的物种差异，尤其在免疫反应和信号通路层面，难以精准预测人类临床结果。如何在体外重建人源化、多细胞及可控的肝脏微环境成为IRI研究亟需突破的关键瓶颈问题。

2025年11月，上海交通大学医学院附属瑞金医院、天津市第一中心医院、天津市器官移植重点实验室、上海复旦大学中山医院等研究团队在《Advanced Sensor and Energy Materials》发表研究论文“DNA-origami-engineered NAC-linkers enable the construction of humanized liver organoids for modeling ischemia-reperfusion injury”。该研究基于朴衡博迈自主研发的DNA折纸工程化NAC-Linker技术，成功构建了可精确调控细胞组成的人源化肝类器官模型，系统模拟肝IRI过程，并在此基础上揭示YAP信号通路的保护作用，为IRI机制研究和药物筛选提供了全新的类器官平台。



1. NAC-linker精准组装小鼠肝类器官
研究团队采用NAC-Linker技术，使不同类型细胞实现无支架、可控比例、可重复的三维自组装。将小鼠来源的肝实质和非实质细胞在NAC-linker的作用下于24 h内自组装形成稳定 3D小鼠肝类器官（mNAC-Liver），并保持细胞活性和结构的长期稳定。多重免疫荧光结果显示，mNAC-Livers含有肝细胞，肝窦内皮细胞以及巨噬细胞。此外，构建完成的mNAC-Livers在功能层面表现出显著成熟性，培养Day2至Day7，白蛋白（ALB）持续分泌，CYP3A11活性显著增强，表明该体系不仅维持了细胞存活，更支持肝功能的长期稳定表达（图1）。

图1  小鼠来源的mNAC-Liver类器官的建立

2. 体外模拟肝IRI：氧化应激+免疫放大效应

研究团队以不同浓度H₂O₂处理mNAC-Livers，模拟肝再灌注阶段ROS爆发过程，成功在模型中重现IRI的关键病理特征。刺激过程中发现ALT、AST、LDH水平在0-12 h上升、24 h下降，TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症介质表达呈浓度依赖性差异。为贴近体内微环境，进一步将小鼠外周血单核细胞（PBMCs）整合到mNAC-Livers中构建共培养体系，荧光图像显示24 h后PBMCs已显著渗入mNAC-Livers，且显著加剧H₂O₂诱导的肝损伤。该研究为免疫-类器官共培养模拟复杂炎症提供了有力支撑（图2）。


3. YAP信号在H₂O₂诱导的hNAC-Livers IRI中的作用

研究团队进一步采用NAC-Linker介导原代人肝实质细胞（PHHs）与肝窦内皮细胞（LSECs）自组装，构建人肝类器官 hNAC-Liver，并与 THP-1 单核细胞共培养，建立免疫渗透型人肝类器官模型。免疫荧光及肝功能检测显示，该模型细胞排布有序、具备成熟肝功能，且THP-1可成功整合。通过H₂O₂诱导发现，THP-1的整合能加剧肝细胞的氧化损伤，与鼠源模型结果一致，证实免疫细胞可放大氧化损伤效应。基于hNAC-Livers平台，进一步探究YAP通路在肝缺血再灌注损伤（IRI）中的调控机制及化合物干预效果：YAP激动剂溶血磷脂酸（LPA）可减少氧化应激介导的 LDH 渗漏、维持 ATP 稳态、抑制Caspase-3/7相关凋亡；YAP抑制剂维替普芬则显著加重损伤，明确YAP激活对IRI所致肝细胞损伤具有关键保护作用（图3）。



人源化肝类器官，为IRI研究打开新窗口。该研究通过NAC-Linker技术，构建了一个多细胞协同、结构可控、功能成熟、免疫整合及高度人源相关的肝类器官IRI模型，系统性解决了传统模型“失真、不可控、不转化”的核心问题。为抗IRI药物筛选、信号通路验证提供可靠平台，为类器官在转化医学中的应用提供了可复制范式。