肝移植是晚期肝病唯一有效治疗手段，但受限于肝源短缺。基于肝脏脱细胞支架（DLS）的功能性组织工程肝脏是潜在的肝源，而血管化是功能性组织肝脏成功构建的一个关键但具挑战性的问题。在第57届欧洲肝病研究学会年会（EASL2022）暨2022年国际肝脏大会^TM（ILC 2022）上，浙江大学医学院附属第一医院李君教授团队报告了一项利用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）实现全肝脱细胞支架再血管化的代谢组学研究（摘要编号：SAT173）。

 

 

该研究利用Triton X-100、SDS和PBS持续灌注的方法对大鼠肝脏进行脱细胞处理，获得保存完整管网结构的全肝脱细胞支架（DLS），再经门静脉种植HUVECs，利用自主知识产权的三维循环灌流装置进行灌流培养以实现DLS的血管化。采用超高效液相色谱-高分辨质谱法对血管化过程中0、1、3、7、14和21天的培养上清中代谢物进行检测，分析发现血管化前3天上清中代谢物发生显著变化，而3天与7天的上清中仅有26种差异丰度代谢物，7天之后的上清中差异丰度代谢物又显著增加。

 

PCA和PLS-DA分析进一步明确体外血管化可分为 3 个阶段：前 3 天；3-7 天；14-21 天。功能富集分析发现，血管化第一阶段的差异丰度代谢物主要参与细胞增殖、迁移，第二阶段则主要参与血管管腔形成，第三阶段则参与功能血管屏障形成。三阶段间两两比较发现有2个共有差异丰度代谢物。其中，beta-Alanine 在血管化 14 天特异性高表达。ROC分析显示beta-Alanine可有效区分血管化三阶段，是预测DLS血管化程度的潜在生物标志物（图1）。

 

图1.代谢组学揭示再血管化过程中代谢物变化情况

 

研究者说

 

血管化是组织肝脏构建的重大挑战，完善支架血管的功能性评估可有效指导功能性组织肝脏的构建。本研究基于代谢物的动态变化分析揭示了肝脏脱细胞支架的血管化进展，表现出代谢组学技术在组织器官构建中的指导作用。展望未来，beta-Alanine预测组织肝脏功能性血管形成的灵敏度及特异性有待进一步探索明确；另一方面，beta-Alanine是否适用于不同类型内皮细胞的支架血管化功能评估同样是我们下一步研究的方向。

 

 

第一作者

 

周倩

 

博士，主治医师，浙江大学医学院附属第一医院感染科，科技部重点领域创新团队核心成员。主持浙江省自然科学基金项目1项，以第一作者或共一作者在Gut、Liver Int等SCI期刊发表多篇论文。

 

 

通讯作者

 

李君

 

浙江大学“求是特聘”教授、博士生导师，中组部国家“万人计划”科技创新领军人才、科技部重点领域创新团队负责人。现任浙江大学传染病诊治国家重点实验室副主任；中华医学会肝病学分会委员、中国老年病学会干细胞专业委员会副主委、亚太医学生物免疫学会肝病学分会常委等。主持国家自然科学基金（重点、面上）、国家重点研发计划和国家科技重大专项子课题等国家级课题15项，在Gut、J Hepatol、Hepatology等SCI期刊发表论文60余篇；获国家科技进步一等奖2项，浙江省科技进步奖一等奖2项。

 

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