基于肝细胞强大的增殖潜能，作为原位肝移植一种有效的替代方案，国内外多个临床研究已经开展肝细胞移植开展肝衰竭及肝源性代谢性疾病的治疗。尽管肝细胞移植的疗效在一些肝源性代谢性疾病如鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症、先天性葡萄糖醛酸转移酶缺乏症、Ⅰ型糖原累积病等的治疗中得到验证，但是其治疗效果短暂而不能持久，究其原因主要是移植的供体肝细胞无法实现在受体肝脏中的有效植入并进一步实现体内增殖。

2024年4月15日，同济大学生命科学与技术学院/附属东方医院何志颖教授与同济大学附属东方医院肝胆外科唐庆贺教授、同济大学医学院成昱教授作为共同通讯作者在期刊《Chemical Engineering Journal》上发表题为《Magnetotactic hepatocytes promote liver repopulation after transplantation》的研究论文。该研究开发设计了一种磁性脂质包覆金纳米棒/氧化铁纳米团簇(GNR-IO) (LGI)，可用于肝细胞移植过程中高效的磁驱动和通过光声成像对移植肝细胞进行示踪。

研究团队通过优化LGI浓度（100 μg /mLV）和磁场配置（260 mT），提高了原代肝细胞移植到Fah^-/-小鼠肝脏的植入效率。通过进一步评估宿主肝脏中肝细胞的再生情况，表明LGI （100 μg /mL） + 磁场（260 mT）组在移植后3周可使宿主肝脏再生效率达到15%，并在移植后6周实现完全再生，比没有标记LGI和施加磁场下开展肝细胞移植的效率增加了3~5倍。接下来该团队用LGI孵育的肝细胞进行RNA测序，结果表明LGI的作用机制是通过调节肿瘤坏死因子（TNF）信号通路，减少宿主肝脏巨噬细胞激活，从而增强肝细胞的迁移、存活和植入。此外，LGI还具有光声成像特点，通过光声成像技术可对移植细胞开展活体示踪研究并进行体内代谢轨迹分析。研究揭示LGI标记的肝细胞可以在移植后至少一周内通过光声成像在宿主肝脏中被追踪，大部分LGI在六周后通过肾脏从宿主体内清除。

综上所述，该研究利用开发的纳米材料LGI，搭配最适的静磁场及LGI浓度，显著提高了移植肝细胞在靶器官肝脏中的植入效率。LGI可通过调节肿瘤坏死因子（TNF）信号通路，减少宿主肝脏巨噬细胞激活，从而增强肝细胞的迁移、存活和植入，且可被宿主有效代谢清除。该研究建立的新策略为肝细胞移植治疗肝衰竭的临床应用提供了可行的方案。

同济大学何志颖教授、唐庆贺教授、成昱教授为本文的共同通讯作者，同济大学硕士研究生沈晟伟、博士研究生徐畅及张文成副研究员为共同第一作者。该研究获得科技部、基金委及上海市科委等项目的资助。