营养液中漂浮的是一块实验室培育的微型肝脏，科学家有望利用它，在攻克人类疾病的道路上更进一步。
肝脏，人体重要的内脏器官，肩负着许多重任，其中包括帮助消化和过滤血液。上面的这团肉看上去很像人类的肝脏，但它其实并不是从人身上摘取的。这块微型肝脏是科学家用人体细胞培育出来的，它也是到目前为止科学家在实验室培育的最复杂的器官。
更重要的是，正如发表于8月6日《细胞代谢》杂志的报告所指出的，研究团队有非常明确的目标：他们想让这块肝脏生病。
随着肥胖的人越来越多，非酒精性脂肪肝的发病率也在增加，也就是说脂肪聚集在肝细胞内，最终导致器官衰竭。仅美国，目前有8000万至1亿人深受其扰，但我们仍不清楚病情发展情况。
在了解多种疾病的遗传学基础方面，动物实验带来很多帮助，但老鼠和人类在生物学方面存在巨大的差异。最近这项验证性概念研究让我们注意到，微型肝脏是一种很有前景的研究方法，可以用来研究病情发展、检验治疗方法，并深入了解肝脏的基本功能和功能障碍。
旧金山加州大学的肝脏研究员Joe Segal没有参与此次研究，他表示：“这是一种非常巧妙的尝试……创造出功能性组织来模拟肝脏疾病，这是一种非常人性化的研究方式。”
匹兹堡大学医学院的资深研究著者Alejandro Soto-Gutierrez说：“我认为这就是未来：合成、制造人类肝脏，自由地操纵它们的基因组模仿疾病，以此研究生物学。”
如何培育肝脏
微型器官，通常被称为类器官，正变得越来越普遍：科学家培育出了微小版本的大脑、胃、食管等。这些诞生于实验室的器官大多非常小，由直径只有几毫米甚至几百微米的细胞簇组成。虽然这些类器官已经彻底改变了生物学和医学研究，但它们的作用有限，只能以非常简单的方式模拟器官的功能。
关于最新研究中的微型肝脏，科学家希望模拟出更复杂的、与现实中一样大的肝脏，它们的宽度能达到5到7.6厘米。为此，Soto-Gutierrez和同事收集了人类的皮肤细胞，并对基因组做出了重要调整，只需一滴药物，研究人员就可以抑制特定基因的活性。
他们的目标是SIRT1基因。科学家通过动物实验证实，这个基因对于肝脏内的脂肪积累有重要作用。接着，研究人员重新设定了皮肤细胞，将之恢复成所谓的多功能干细胞（这种细胞可以发育成人体的任何一种细胞），并引导它们生长成肝细胞。
一种名为生物反应器的设备负责维持微型肝脏的生命，为它提供氧气和营养。借助这个系统，科学家可以观察疾病的发展情况，并在史无前例的人体器官模型中检验治疗方法
但培养皿中的细胞与完整的器官相差甚远，而且它们还需要某种结构才能呈现出我们熟悉的肝脏形态。于是，研究团队转向了大鼠。
此前的研究发现，有一种清洁剂可以去除大鼠肝脏中啮齿动物特有的组织，留下一个半透明的肝脏结构。威克森林大学医学院的Shay Soker解释说，这不仅提供了结构，还可以标志出组织维持和发育情况。Soker没有参与最新研究，但他曾做过类似的工作：利用动物结构培养人类肝脏。
“和过去的研究相比，这正是这项工作的美妙之处，它实际上是一个没有支架、没有母体的系统。”
研究人员把改造过的肝细胞，与和人类肝脏中其他类型的细胞一起，送入透明结构内，比如免疫系统细胞（巨噬细胞）和组织支持细胞（纤维原细胞）。大约三四天后，微型肝脏开始成型。
最后，研究人员滴入了抑制SIRT1活性的药物，让肝脏生病；仅24小时，肝脏开始长出脂肪。
“你可以看到生病的过程，”Soto-Gutierrez说道。
承载厚望的小肝脏
完成后的微型肝脏酷似患病的人类肝脏，包括肝脏中收集到的脂肪。Soto-Gutierre表示，更令人兴奋的是，功能也相仿：患病的人类肝脏中有50个代谢通路，其中41个也出现在微型肝脏中。
Soto-Gutierrez说：“这让我想到，我们真的可以利用干细胞和微型肝脏，在体外模拟疾病情况和器官功能。”
研究人员希望这项工作能帮助解决非酒精性脂肪肝最大的一个问题：早期诊断。目前的诊断需要活体组织切片，这是一种侵入性操作，不是随便就可以进行的。通过研究这种疾病在微型肝脏中的发展情况，研究人员或将能找到更容易检测的标记物。
当然，这个系统还不完善。比如，Soto-Gutierrez指出，肝病比抑制单个基因的表达复杂得多。Segal也表示，目前还不清楚，实验室培育的肝细胞是否与人体肝细胞的功能完全相同，这对于所有用实验室培育人类肝脏的研究来说，都是一项挑战。
“现在仍然很难在体内环境中精准复制人类肝脏。”
但最新的成果为未来多种疾病的研究带来了希望，或许有朝一日，科学家可以在实验室里培育出真实大小的肝脏，用于器官移植。目前，大多数器官接收者必须服用药物，防止出现排斥反应。但如果医生能在实验室里，用病人自己的细胞培育器官，也许患者就不必终生服药了。
虽然实现这项技术还需要多年的研究，但Soto-Gutierrez对未来很有信心。他打算试着控制更多基因，并建立更复杂的系统来研究疾病。
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