对于很多肝病患者来说，肝移植是唯一的救命手段。但移植后的胆道并发症，尤其是非吻合口胆管狭窄，成了医生和患者都头疼的难题。这种并发症与器官在移植过程中经历的缺血再灌注损伤密切相关。可是，人到底是怎么受伤的？因为没有合适的人源体外模型，这个问题一直没有讲清楚。

最近，麻省理工学院Sangeeta N. Bhatia团队在Advanced Science上发表了一项研究，成功构建了一个包含人肝细胞和胆管细胞的三维类器官模型，不仅模拟了胆汁从肝细胞流向胆管的完整过程，还揭开了缺氧复氧损伤的两个关键环节。

肝细胞自己就能搭出排胆汁的小管网

肝细胞有一个重要任务：制造胆汁并把它排出去。这个工作需要肝细胞建立起特殊的极性结构，也就是在细胞之间形成一个个微小的管道，叫做胆汁小管。研究者将原代人肝细胞和小鼠成纤维细胞按1比1混合培养，3天后肝细胞就自己组装出了这些网状小管。通过染色可以看到，胆汁酸转运蛋白BSEP和MRP2精准地定位在小管壁上，与小管的骨架蛋白F肌动蛋白在一起。电子显微镜也证实了这些小管腔确实存在。

功能上，研究者用一种荧光标记的胆汁酸类似物CLF来测试。结果显示，这些球状体能够主动把CLF转运到胆汁小管里。小管的数量、长度和宽度在8天内持续增加，同时白蛋白和总胆汁酸的分泌也稳定维持，说明肝细胞功能相当成熟。

图1 工程化人肝细胞聚合球状体极化形成胆汁小管并分泌转运胆汁酸

加上胆管细胞，就能看到胆汁定向流动

真正的肝胆管连接部（也叫赫林管）不仅要有肝细胞的胆汁小管，还要有胆管细胞构成的细小胆管。研究者从成人肝活检组织中分离出肝内胆管细胞，用类器官技术扩增后，与肝细胞、成纤维细胞按2比2比1混合培养，形成成人肝胆管类器官。

染色结果很漂亮：同一个类器官里既有白蛋白阳性的肝细胞，也有细胞角蛋白7阳性的胆管细胞，而且F肌动蛋白标记的小管直接连到了胆管样结构上。时间序列的CLF成像清楚地展示了胆汁流向：30分钟时，荧光集中在肝细胞的胆汁小管里；60分钟时，小管里的信号减少，同时相连的胆管样结构开始亮起来；到120分钟，胆汁小管基本暗了，而胆管样结构里却越积越多。那些没有连上胆汁小管的胆管样结构，始终没有荧光。这说明这个模型真的实现了定向转运。

图2 工程化人成人肝胆管类器官（aHBOs）含有肝胆管连接部，可将胆汁从胆汁小管转运至肝内胆管样结构

缺氧又恢复，胆管塌了，胆汁流断了

肝移植时，供肝要先经历一段没有血液供应的缺氧期，接上血管后血液恢复，这就是缺血再灌注。研究者模拟了这个过程：在类器官培养第3天，先给6小时低氧（2%氧气），然后恢复常氧24小时。

结果发现，缺氧和缺氧复氧之后，能收集到CLF的胆管样结构明显减少，这些结构的体积变小，形状也变得不规则，像是塌了一样。这种形态变化跟临床缺血性胆管病里看到的胆管狭窄非常相似。

图3 缺氧复氧破坏工程化aHBOs内的胆汁流动

缺氧伤肝但可逆，复氧专杀胆管细胞

研究者进一步拆解了这背后的细胞机制。如果只看肝细胞球状体，持续3天低氧会让胆汁小管变短变窄，但如果换成6小时缺氧加24小时复氧，这些小管的功能就能完全恢复。也就是说，肝细胞对短时缺氧的耐受性不错，功能是可逆的。

但胆管细胞就完全不同了。纯胆管细胞球状体经过同样的缺氧复氧处理后，细胞活力大幅下降。而纯肝细胞球状体的活力不受影响。在完整的肝胆管类器官里，总细胞活力也有轻度下降，而且这个下降完全来自胆管细胞的死亡。

总结

这项研究用人类细胞搭建了一个能真实反映胆汁流向的三维模型，并揭示了缺氧复氧损伤中的双重打击过程：缺氧阶段，肝细胞排胆汁的功能暂时减弱，但可以恢复；复氧阶段，胆管细胞却大量死亡，导致胆管样结构塌陷，胆汁流中断。这一发现为理解肝移植后胆道并发症提供了全新视角，也为筛选保护胆管功能的药物或优化供肝保存方案带来了一个有实用价值的平台。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

A. D.Westerfield, K. A.Grzelak, K.Katsuyama, et al. “A 3D In Vitro Model of the Human Hepatobiliary Junction.” Advanced Science (2026): e14855. https://doi.org/10.1002/advs.202514855