突破器官移植瓶頸的嘗試

對於因重病或事故導致器官功能衰退的人而言，器官移植是延續生命最有效的手段。然而，根據日本器官移植網絡（JOTN）的資料，日本約有1萬6000名患者等待移植，但可供移植的器官嚴重不足，每年實際接受移植者僅約500至600人。等待期不斷拉長，期間不幸離世的人也不在少數。

而有望從根本改變這項醫療現況的，便是利用 iPS細胞製作器官部分組織的「類器官（迷你器官）」研究。

所謂iPS細胞，是指在皮膚或血液等人體細胞中加入少數基因，使其回到初始狀態，即讓細胞回到具備分化為各種細胞能力的狀態。在適當的培養條件下誘導其分化，多種細胞會自行組織，形成具有器官構造的小型立體組織，也就是「類器官」。

用iPS細胞製作立體器官

2013年，自橫濱市立大學醫學部畢業僅兩年、研究資歷尚淺的武部貴則，成功運用iPS 細胞結合肝細胞、血管細胞與間葉系細胞，製作出相當於肝臟發育初期的類器官「肝芽」。

以iPS細胞製成的全球首例肝臟類器官，2013年7月，橫濱市立大學（共同）

將大小僅約4毫米的「肝芽」移植到肝衰竭的老鼠體內後，組織會自行發展出血管網並具備部分肝臟功能，大幅提升了老鼠的存活率。這項成果證明，由 iPS 細胞製成的組織能在體內發揮功能，研究發表於英國科學期刊《Nature》後，引起全球高度關注。

對此，武部教授表示：「這項成果具有兩項重要意義：第一，我們提出了思考器官再生的新角度，並非只有單一細胞，而是多種細胞之間構成的更複雜機制才可能是關鍵。第二，我們製作的『肝芽』，相當於胎兒體內極早期形成的肝臟組織。也就是說，若將這類尚未成熟的組織移植到體內，便具備治療的可能性，提出這個想法即是研究的一大重點。」

感受到移植醫療的侷限，轉而投入再生醫療

武部教授立志從醫的契機，是小學三年級時父親因腦出血倒下。當時父親一度陷入險境，年幼的他意識到了死亡的威脅，也多次被不安的情緒襲擊。所幸父親奇蹟般地撿回一命，並逐漸康復重返社會。經歷了這一過程之後，讓他萌生了「從事拯救生命的工作」的念頭。他笑說，當時選擇就讀橫濱市立大學，是因為「被橫濱市民優惠吸引」。

最初，他立志成為進行肝臟移植的外科醫師。這與他的親身經歷有關，高中時，交情深厚的學弟的父親，接受了活體肝臟移植，卻在數個月後不幸過世。然而，在實際接觸移植醫療的過程中，他也面對到可供移植器官嚴重不足的現實。

「我之所以選擇這條路，是因為覺得器官移植是一種能從根本治療疾病的醫療方式，單純被它的療效吸引。不過，由於器官來源有限，並不是所有等待移植的患者都能獲救。與其說醫師是在治療疾病，更像是在選擇能被救治的人，這種感覺讓我非常煎熬。」

於是，他轉而投入以「製作器官」為目標的再生醫療研究。當時再生醫療研究多使用具有多能性的胚胎幹細胞（ES細胞），「由受精卵早期胚胎培養的ES細胞，一直存在生命倫理上的爭議，橫濱市立大學也未被允許使用。就在那個時候，iPS細胞問世了，讓像我這樣的研究新手也有機會接觸並投入這個領域。至於什麼才是取代移植的最佳治療方式，目前還沒有定論，但我認為，從細胞製作器官的再生醫療是一條可行的道路。」

器官的運作，來自彼此的「連結」

武部教授的研究方向，也從將器官視為單一組織，逐漸轉向視其為在體內與其他器官相互連結的結構。

2019年，武部教授團隊成功利用人類iPS細胞製作出「迷你多器官」，讓肝臟、膽管與胰臟得以連續形成。肝臟原本就是在透過膽管與胰臟等器官相互連結的構造中發育並發揮功能，該團隊成功重現了這樣的器官發育環境。

此外，到了2025年，該團隊更成功製作出構造接近人體真實肝臟的類器官。在肝臟中，負責分解養分與生成養分等不同功能的細胞會各自分工運作，這項研究重現了這些細胞在種類與排列上的差異，讓類器官距離實際治療應用又邁進了一步。

「許多生命科學研究傾向拆解各種要素、將其簡化，以釐清因果關係。例如研究肝臟時，通常只取出肝細胞觀察，但我採取的做法正好相反。我嘗試將不同細胞與組織組合起來，創造出更為複雜的狀態。實際上，肝臟並非僅由幹細胞構成，也不是單獨存在於體內，而是在與膽管、胰臟、腸道連結的結構中運作。我認為，在思考時把整體的『連結關係』一併考慮進去至關重要。」

邁向運用類器官的治療

體外循環型裝置（東京科學大學提供）

目前的相關研究正逐步邁向實際應用階段。其中一項成果，便是利用肝臟類器官開發出的「體外循環型裝置」。其概念類似血液透析，當患者肝功能急速惡化時，將血液引導至體外循環，由類器官代替部分肝臟功能，暫時補足衰退的肝功能。

這項裝置會將約1000個由iPS細胞培養而成的微小肝臟類器官，封裝進球狀的小型膠囊「人工鮭魚卵」中，再將數百顆這種膠囊裝入卡匣，讓血液流經其中，以代替部分肝臟的解毒與代謝功能。

在以大鼠進行的實驗中，此舉已確認能有效提升存活率。這項技術被期待能幫助急性肝衰竭等肝功能急速惡化的患者，度過自力恢復前的危險期，最快將於2027年下半年展開臨床試驗。

「肝臟是掌管數百種代謝功能的器官，因此，體外循環裝置究竟能涵蓋哪些功能、又能做到什麼程度，未來仍需要進一步驗證。不過，這項裝置目前已知具有兩大效果，除了暫時補足肝功能外，也發現年輕肝臟組織分泌的成分會作用於受損肝臟，具有促進其恢復與再生的力量。」

引出生命既有力量的研究

將肝細胞與血管細胞、間葉系細胞結合，打造出從肝臟延伸至膽管、胰臟的「連結」。武部教授這項前所未有的研究方式，究竟為何能如此成功？

「前提是，要相信生命原本就具備的力量。人類從受精卵這一個細胞開始，經過約10個月就能誕生。也就是說，只要提供適當的環境，細胞就會憑藉自身的力量逐漸發育。」

這樣的思維也具體反映在研究之中。

「觀察細胞時，有時會出現意想不到的變化或徵兆。這些現象常因與研究目的不符而被忽略，但我認為，那些現象或許蘊含著某種意義。我會一邊思考如何讓這些徵兆持續發展，一邊調整環境條件，試著引導出生命原本擁有的力量。」

現階段，由於仍無法重現膽汁自膽管流向十二指腸的排出路徑，因此武部教授的類器官應用，目前仍僅限於急性疾病的暫時性治療。然而，若未來能進一步重現從肝臟、膽管、胰臟延伸至十二指腸的「膽汁出口」整體連結，便有望為慢性疾病治療開啟新的道路。

「所謂的『連結』，並不只是器官彼此直接相連而已。在體內，各種器官也會透過血管等途徑相互影響。如何重現這種全身系統之間的連動是目前的重要課題。如果我們接下來能帶來重大成果，應該就會是在這個領域，敬請拭目以待。」

不只是「製作」器官，更進一步重現器官間的「連結」。運用iPS細胞類器官的再生醫療，如今正邁向下一個階段。

採訪、撰文：杉原由花

編輯協力：株式會社POWER NEWS

標題圖片及內文照片：橫關一浩攝於東京科學大學湯島校區