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成果解读 | 从靶点发现到机制验证,3D肝脏模型如何赋能肝纤维化疾病研究与新药研发

update time:2026-04-29 11:34:44Number of clicks:213

肝纤维化是各类慢性肝病进展为肝硬化、肝癌的核心病理枢纽,目前全球尚无获批可逆转病程的根治性药物,其复杂细胞互作网络与关键调控靶点仍待深入解析。酪氨酸激酶受体B(TrkB)在肝脏疾病中作用显著,团队前期已证实其可抑制肝星状细胞活化以发挥抗纤维化效应,但其在肝细胞——主导肝脏稳态的主要实质细胞——中的功能意义仍不充分。

近日,复旦大学附属中山医院董玲、姚群燕及朱长锋研究团队在《Cell Proliferation》在线发表了题为“Hepatocyte TrkB Acts as a Gatekeeper Against MASH‐Related Liver Fibrosis by Suppressing the TGFβ/CCL2 Axis and Macrophage Infiltration”的研究成果。该研究首次系统揭示了肝细胞TrkB是MASH 相关肝纤维化的关键负向调控“守门人”,完整解析了TrkB通过TGFβ/SMAD3/FOS/CCL2信号轴,调控单核细胞来源巨噬细胞(MoMFs)肝脏浸润、阻断肝纤维化级联反应的分子机制。值得关注的是,本研究中用于核心机制验证、复刻肝脏生理病理微环境的系列3D肝脏模型,均采用我司自主研发的NAC-Organ技术构建,为研究结论的可靠性与转化价值提供了不可或缺的核心技术支撑。

Cell Proliferation
Cell Proliferation
Pub Date : 2026-04-04
DOI: 10.1111/cpr.70202
原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.70202

在本研究中,传统2D细胞培养无法完整复刻肝脏体内的细胞间相互作用、生理结构与代谢微环境,而动物模型存在种属差异、周期长、成本高等局限,成为机制深度验证与转化研究的关键瓶颈。为此,研究团队采用我司自主研发的NAC-Organ技术,构建了三大生理相关的3D肝脏模型,层层递进完成了核心结论的验证,完美解决了传统模型的痛点。


1. 3D肝细胞脂肪变性模型:精准复刻MASH早期病理特征
采用NAC-Organ技术构建仅由人原代肝细胞组成的3D肝脏模型,在MASH诱导培养基中成功构建了肝脏脂肪变性模型。该模型不仅保留了肝细胞的极性与细胞间相互作用,更显著提升了代谢保真度,完美复现了MASH进程中肝细胞TrkB表达下调的病理变化,与临床样本、动物模型结果高度一致,解决了2D培养中肝细胞快速去分化、无法模拟体内代谢状态的难题。

图1  肝细胞TrkB表达水平与MASH相关纤维化进展相关

2. 3D MASH多细胞共培养模型:还原肝脏纤维化的细胞互作网络
基于NAC-Organ技术,团队构建了人原代肝细胞与肝星状细胞(HSCs)共培养的3D MASH肝脏模型,严格按照肝脏生理细胞比例(肝细胞:HSCs=10:1)进行构建,完整复刻了肝脏内实质细胞与非实质细胞的旁分泌调控网络。
研究团队通过H&E、天狼星红染色、αSMA免疫荧光等实验,直接验证了肝细胞TrkB过表达可通过旁分泌信号,抑制HSCs的活化与增殖,减少胶原沉积与促纤维化因子分泌(图2H、图2I),同时通过ELISA证实了模型中炎症与纤维化相关因子的分泌水平变化(图2J),直观揭示了肝细胞TrkB对肝纤维化的调控作用,为靶点功能验证提供了更贴近人体生理的体外模型。

图2  肝细胞特异性TrkB的过度表达可缓解肝炎和纤维化

3. 3D MASH免疫浸润模型:动态模拟体内巨噬细胞募集过程
为了验证TrkB-CCL2轴对巨噬细胞浸润的调控作用,团队在3D MASH多细胞模型的基础上,进一步引入荧光标记的人外周血单个核细胞(PBMCs),基于NAC-Organ技术构建了具备免疫浸润功能的3D肝脏模型,首次在体外完整模拟了MASH相关肝纤维化中,趋化因子介导的免疫细胞募集与浸润全过程。
通过该模型,研究团队通过活细胞荧光成像,直观观察并量化了PBMCs向3D肝脏组织的浸润水平(图3B、图3C),直接证实:肝细胞TrkB过表达可通过下调CCL2分泌,显著抑制PBMCs向3D肝脏组织的浸润;而外源性补充CCL2后,该抑制作用被完全逆转。同时,团队进一步验证了该模型中免疫细胞浸润对肝纤维化进程的影响,通过天狼星红染色与αSMA荧光定量,明确了TrkB过表达在免疫浸润微环境下的抗纤维化效应(图3D、图3E)。这一结果为TrkB调控巨噬细胞募集的核心机制,提供了最直接的可视化与功能学证据,也是传统2D培养与动物模型难以实现的技术突破。

图3  肝细胞特异性TrkB的过度表达通过限制CCL2/CCR2轴线,减弱MoMFs的招募

总  结
这项研究发现了肝细胞TrkB调节肝纤维化的新途径,完整揭示了其抗纤维化的分子机制,为肝纤维化治疗开辟了全新方向。而我司自主研发的NAC-Organ技术,通过构建三大生理相关 3D肝脏模型,为研究核心机制的验证提供了关键技术支撑,也充分展现了3D类器官技术在肝病研究与新药研发中的广阔应用前景。
(Editor:admin)