肝脏是人体最大、最复杂的内脏器官，重约1.5公斤。它涉及一系列重要功能，有助于支持新陈代谢、免疫和解毒等功能。除了作为代谢器官外，它还被认为是产生和分泌胆汁的外分泌腺。

肝脏分为两个叶，较大的右叶和较小的左叶。每个叶进一步分为六边形的小叶，它们是肝脏的功能单位。每个小叶由成排的肝细胞组成，并被肝动脉（提供氧气）和门静脉（提供营养）的分支包围。这些血管流入称为血窦的毛细血管样结构，直接与肝细胞交换物质。血窦流入中央静脉，将脱氧血液输送到肝静脉。

(A) 肝小叶的功能单位；(B) 肝细胞类型。

不同类型的肝细胞及其研究目标应用

肝脏由四种主要细胞类型组成——肝细胞、肝星状细胞、枯否细胞和肝窦内皮细胞。肝细胞是主要的实质细胞，占肝脏总数的最大（约70%）。这些特殊的上皮细胞表现出高度极化的细胞质和质膜结构和组织，以完成它们需要执行的多种任务。它们主要参与糖异生、白蛋白分泌、脂质代谢和药物代谢等功能。

肝星状细胞是肝窦周围的常驻细胞，是维生素 A 和脂质储存的核心。它们还通过分泌细胞因子和生长因子来促进肝脏稳态。它们也是肌成纤维细胞的主要来源，通过分泌细胞外基质（ECM）蛋白来驱动纤维形成过程，以响应肝损伤。

库普弗细胞是肝脏中的特殊巨噬细胞。它们存在于肝窦内，并粘附在由血管壁组成的内皮细胞上。库普弗细胞在维持肝功能中发挥着重要作用，并作为先天免疫系统保护肝脏。它们通过清除细菌和细胞碎片并诱导免疫耐受，在宿主防御和组织稳态中发挥作用。

肝窦内皮细胞形成血管壁（肝窦），将血液输送到整个肝脏。它们在脂质代谢、凝血、细胞生长、分化、免疫和炎症反应中发挥重要作用。

肝培养的细胞来源

有各种细胞/组织正在开发肝细胞培养模型，用于药物开发和研究中的预测模型。肝脏中使用的肝细胞类型细胞/组织研究取决于研究的目的和设计。细胞的获取难易程度和可用性也是决定所用细胞类型和来源的关键因素。肝细胞的一些常见来源包括原代人肝细胞、肝细胞系和干细胞衍生的肝细胞。

(i) 原代人肝细胞 (ii) 肝细胞系，(iii) 干细胞衍生的肝细胞（成体干细胞、iPSC、ESC）

原代人肝细胞：原代人肝细胞被广泛接受为黄金标准 细胞/组织 用于评估候选药物的代谢、药物相互作用、药物转运蛋白活性和毒性的细胞培养模型。由于原代人类肝细胞在功能和遗传上与自然环境中的细胞非常相似，因此它们在药理学和毒理学方面提供了高度预测的结果。体外 研究。然而，原代人肝细胞的可用性有限且不容易获得，并且除非在特定条件（例如胶原蛋白夹心形式）下培养，否则它们往往会迅速失去功能和极性。所以，3D文化 为ECM-细胞相互作用和细胞-细胞相互作用提供了良好的平台，有助于维持成熟的肝细胞表型。

人肝细胞系：人肝细胞系是永生化细胞，可以在实验室中无限期培养。已经建立了几种肝细胞系，例如 HepG2、HepaRG 和 Huh-7，它们源自人肝癌或肝癌细胞。这些细胞具有高增殖能力、无限可用性、可重复性、批次间一致性和节省成本的优点。然而，这些细胞系通常与分化功能的丧失有关，因此与正常成人肝细胞相比，表现出较少的肝脏特异性代谢。

人类干细胞衍生的肝细胞：肝细胞可以源自干细胞，例如成体干细胞，或多能干细胞，例如人胚胎干细胞（hESC）和人诱导多能干细胞（hiPSC）。干细胞能够自我更新并分化成多个谱系。它们还具有源自患者自身细胞的优势，因此可以进行个性化的疾病建模和药物测试。

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