肝纤维化是一种过度反应的伤口愈合，在其晚期变得致命，此时肝星状细胞(HSC)触发纤维化反应、结缔组织增殖和定向纤维组织带(隔膜)的建立。目前肝纤维化的体外模型不能同时再现肝小叶结构和隔膜的动态形成，并且肝纤维化进展的已知生物化学线索不能解释纤维化组织的定向形成。

2025年5月23日，清华大学杜亚楠团队在Nature Biomedical Engineering在线发表题为“Tension-induced directional migration of hepatic stellate cells potentially coordinates liver fibrosis progression”的研究论文，该研究表明张力诱导的肝星状细胞定向迁移可能协调肝纤维化进程。

肝纤维化是一个全球性的健康问题。它是慢性肝损伤后伤口愈合的过度反应，其主要特征是细胞外基质(ECM)的沉积，包括胶原。大多数并发症和死亡发生在肝纤维化发展为肝硬化之后，将20年死亡率从14%提高到93%，因此有必要了解肝纤维化是如何发展的。

许多肝纤维化的临床分期系统是从人类肝穿刺样本中总结出来的。他们一致认为隔膜是肝纤维化晚期的关键特征。隔是沿“门对门”方向的纤维组织带，由肝星状细胞(HSC)的胶原和其他ECM沉积引起。肝脏由许多被称为肝小叶的六边形单元和沿边缘分布的隔膜组成。然而，目前的体外模型不能再现HSC动态形成隔膜和六边形肝小叶结构，阻碍了相关的治疗或机制研究。此外，目前对肝纤维化的理解主要是旁分泌，即基于生物化学线索的细胞相互作用，但生物化学线索很难在不同方向上有明显差异，因此很难从这个角度解释为什么胶原蛋白和细胞只在某些方向上分布。

肝纤维化进程中HSC分布模式的概括机制（图源自Nature Biomedical Engineering）

该研究报告了一个微制造的体外模型，该模型再现了六边形肝小叶结构和隔膜形成的动态方向性。通过使用胶原蛋白和原代小鼠HSC或人HSC细胞系，发现张力是协调细胞迁移所必需的，这有助于带状细胞分布，并且HSC通过液-液相分离感知定向生物物理信号。该系统允许研究肝星状细胞和胶原在隔膜结构形成过程中的生物物理相互作用，并可用于加深人们对肝纤维化进展的理解。

参考信息：

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01381-0#Sec49

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