**摘要：**  
在肝细胞培养、hPSC来源肝细胞分化以及3D肝类器官研究中，如何构建更接近人体肝脏微环境的培养体系，一直是肝脏研究领域的重要方向。近年来，人重组全长层粘连蛋白（laminin）因其无异种来源、生理相关性高、成分明确以及批次稳定性较好等特点，逐渐成为替代传统动物源基质体系的重要研究方向。本文围绕LN521、LN111与LN411三种全长层粘连蛋白在肝细胞二维培养、原代肝细胞维持、hPSC来源肝细胞成熟以及3D肝类器官培养中的应用展开介绍，并结合相关实验数据分析其在肝脏研究、药物代谢模型以及体外肝脏微环境构建中的应用价值。

**关键词：**  
**LN521、LN111、LN411、laminin、层粘连蛋白、肝细胞培养、原代肝细胞、3D肝类器官、hPSC、肝细胞分化、BioLamina**

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# 一、为什么肝细胞培养越来越关注全长层粘连蛋白（laminin）？

肝脏是人体最复杂的代谢器官之一，承担蛋白合成、药物代谢、解毒、胆汁生成以及能量代谢等多种关键生理功能。在体外肝细胞研究中，研究人员长期面临一个核心问题：如何在培养体系中更真实地模拟人体肝脏细胞外基质（ECM）环境，从而获得功能更稳定、成熟度更高且更接近人体真实状态的肝细胞模型。传统二维培养体系虽然操作简单，但由于缺乏真实细胞外基质环境，细胞在长期培养过程中往往容易出现去分化、功能下降和代谢能力减弱等问题。

近年来，随着干细胞分化技术、类器官技术以及体外药物评价研究的发展，传统动物来源基质体系逐渐暴露出一些局限。例如常用动物源基质由于成分复杂、批次差异较大且来源不明确，在实验重复性、标准化研究以及长期稳定培养方面存在一定挑战。因此，人重组全长层粘连蛋白（laminin）开始受到越来越多关注，并逐渐成为构建高生理相关性培养体系的重要方向。

Laminin是人体基底膜中的重要细胞外基质蛋白，在组织发育、细胞粘附、细胞极性建立以及组织稳态维持中发挥重要作用。不同亚型的laminin在人体不同组织中的分布并不相同，在肝脏发育和肝组织微环境中，同样存在多种不同亚型的层粘连蛋白。因此，在肝细胞培养与分化研究中，研究人员往往会根据具体实验目标，选择不同类型的全长laminin作为培养基质。

其中，LN521、LN111与LN411是目前肝细胞培养与肝类器官研究中较受关注的几种全长层粘连蛋白。这些laminin不仅能够提供更接近人体基底膜环境的细胞外基质支持，同时还能够在一定程度上改善细胞成熟度、功能表达以及组织结构形成。

![肝脏中存在多种亚型层粘连蛋白laminin](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/0823a91d71e16ff5396f88b20f42aa44.webp)

*图1：肝脏中存在多种亚型层粘连蛋白laminin。*

![不同亚型层粘连蛋白laminin针对肝细胞培养的适用场景存在差异](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/4896dbb048d05d19325d1b8d590e4b04.png)

*图2：不同亚型层粘连蛋白laminin针对肝细胞培养的适用场景存在差异。*

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# 二、LN521、LN111与LN411有哪些特点？

相比传统动物来源基质体系，全长人重组层粘连蛋白具有更高的生理相关性与实验一致性。由于其属于天然存在的人源全长三聚体蛋白，因此能够更真实地参与细胞外基质信号调控，并帮助细胞维持更加稳定的生物学状态。对于需要长期培养、标准化研究以及功能评价的实验体系而言，这种稳定性尤其重要。

LN521、LN111与LN411均属于无异种来源体系，具有较好的批次稳定性和标准化特征，因此在干细胞培养、肝细胞分化、药物开发以及类器官研究等方向具有较高应用价值。与此同时，这类培养体系通常兼容多种培养基条件，并支持较低密度接种、单细胞传代以及较稳定的长期培养，因此在规模化研究和重复性实验中也越来越受到关注。

从细胞培养逻辑来看，全长层粘连蛋白不仅仅是“贴壁材料”，它们还会影响细胞形态、细胞极性建立、细胞迁移以及细胞分化状态。在肝细胞培养中，这一点尤为重要，因为肝细胞的成熟状态、代谢能力和细胞间排列结构，都会受到细胞外基质环境影响。研究人员之所以越来越关注全长laminin，本质上也是希望通过更接近人体真实基底膜环境的培养体系，获得更接近人体肝脏状态的细胞模型。

此外，在3D培养体系中，层粘连蛋白还能够帮助降低肝球体之间的差异性，提高培养一致性，并减少传统动物源基质中由于未知成分带来的实验波动。因此，越来越多研究开始采用全长laminin替代传统动物来源ECM体系，以建立更适合标准化研究的培养模型。

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# 三、LN521与LN111如何促进hPSC来源肝细胞分化？

在人多能干细胞（hPSC）向肝细胞分化过程中，培养基质会直接影响细胞成熟度、功能表达以及组织结构形成。研究数据显示，在LN521与LN111培养体系下，由hPSC分化得到的肝细胞能够形成更加接近成熟肝细胞的小叶样结构，并表现出更加典型的肝细胞形态。这种结构化排列方式与体内肝脏组织更加接近，因此对于构建高生理相关性的体外肝模型具有重要意义。

在肝细胞分化过程中，细胞不仅需要获得特定标志物表达，还需要建立更加成熟的组织结构与功能状态。传统动物源基质体系虽然能够支持部分分化过程，但在细胞成熟度、长期稳定性和功能表达方面，往往存在一定限制。相比之下，LN521与LN111能够提供更接近人体基底膜环境的培养条件，因此更有利于hPSC来源肝细胞的成熟。

![人多能干细胞hPSC向肝细胞分化的流程](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/70bb8077ad67d2b23f84b4f3d00435b0.webp)

*图3：人多能干细胞hPSC向肝细胞分化的流程。*

研究发现，与传统Matrigel相比，在LN521以及LN521/LN111（1:3）体系中培养的hESC来源肝细胞，表现出更典型的原代肝细胞样外观，并形成更加有序的排列结构。同时，MRP1与HNF4A等肝功能相关蛋白在LN521/LN111体系中呈现更加明显的网状表达模式，这意味着细胞成熟度与功能状态更加接近真实肝细胞。

![LN521和LN111与Matrigel对比培养24天的hESC-肝细胞代表性图像](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/005eb571c561eee30c44e3a048cd5feb.webp)

*图4：LN521和LN111与Matrigel对比培养24天的hESC来源肝细胞代表性图像及MRP1/HNF4A免疫荧光结果。*

在功能指标方面，LN521/LN111培养体系中的hPSC来源肝细胞表现出更高的白蛋白（ALB）表达水平以及更强的细胞色素P450酶（CYP3A）代谢活性。相关研究数据显示，在LN521/LN111体系下，ALB表达水平明显高于传统Matrigel培养条件，而CYP3A代谢功能也表现出更高活性。这说明全长层粘连蛋白不仅能够改善细胞形态学特征，还可能进一步促进肝细胞功能成熟。

![LN521和LN111与Matrigel对比培养的hPSC来源肝细胞ALB与CYP3A表达水平](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/26a320dd9256856e6346c0b10a871e96.webp)

*图5：LN521和LN111与Matrigel对比培养的hPSC来源肝细胞ALB与CYP3A表达水平。*

此外，LN521还支持hPSC来源肝母细胞的长期扩增。在部分研究中，细胞可稳定传代超过15代，同时仍维持较稳定的细胞特性。这对于长期培养、药物筛选以及标准化肝细胞模型建立具有重要意义。

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# 四、LN411在原代肝细胞培养中的作用

除了hPSC来源肝细胞之外，LN411在原代肝细胞培养中同样表现出较好的应用价值。原代肝细胞在体外培养过程中通常容易出现功能下降、成熟度丢失以及代谢能力减弱等问题，因此如何维持细胞长期稳定状态一直是肝细胞研究的重要方向。

研究人员针对58种细胞外基质蛋白与微环境因子进行了筛选，并通过肝细胞相似性指数（HLI）评估不同培养体系的效果。结果显示，LN411在维持肝细胞特征方面表现较优，说明其能够在一定程度上帮助细胞维持更加接近体内状态的功能特征。

进一步比较LN411与Collagen-I培养体系后发现，在LN411培养条件下，ALB与CYP1A1等肝功能相关基因表达水平明显提高。这说明LN411不仅有助于维持原代肝细胞成熟状态，同时也可能进一步改善细胞代谢功能与稳定性。

![LN411用于原代胎儿肝细胞培养时肝细胞相似指数评估及功能性相关因子表达](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/f9347ece8c4454ce90c8721e731289e1.webp)

![LN411培养可提高ALB与CYP1A1基因表达水平](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/f21eb757999340fe60ca7a8b9ea25a43.webp)

*图6：LN411用于原代胎儿肝细胞培养时肝细胞相似指数评估及功能性相关因子ALB与CYP1A1的基因表达水平。*

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# 五、全长laminin在3D肝类器官培养中的应用价值

随着3D培养技术与类器官研究的发展，研究人员越来越希望通过更接近人体微环境的培养体系构建稳定、可重复的肝类器官模型。在这一背景下，全长层粘连蛋白在3D培养中的应用也逐渐受到关注。

在3D培养领域，LN521与LN111展现出较高应用价值。基于LN521建立的无支架肝模型，可以支持hPSC向肝祖细胞、内皮细胞以及肝星状细胞等多种肝脏相关细胞分化，从而构建更加复杂的肝脏组织结构。相比传统二维培养，这种3D结构能够更好地模拟肝脏微环境。

与此同时，LN111还能够与聚异氰肽（PIC）结合形成水凝胶体系，为肝类器官培养提供更加适合的三维微环境。在PIC-LN111水凝胶中培养的细胞，能够维持ECAD阳性上皮表型，并保持较高增殖能力。这说明全长层粘连蛋白不仅能够支持细胞贴附与生长，还可能参与细胞组织化结构形成与长期稳定维持。

![LN521支持hPSC分化为各类肝细胞及PIC-LN111支持3D肝类器官培养](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-12003223/6fef6cdc2fc4c9efebfdf88d9917797f.webp)

*图7：LN521支持hPSC分化为各类肝细胞及PIC-LN111水凝胶支持3D肝类器官培养。*

相比传统3D培养体系，基于全长层粘连蛋白建立的培养模型，还能够降低肝球体之间的差异性，并提高培养一致性。因此，在肝脏疾病模型、药物筛选以及再生医学研究中，全长laminin体系逐渐成为越来越多研究关注的方向。

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# 六、总结

LN521、LN111与LN411等全长层粘连蛋白，正在逐渐成为肝细胞培养与3D肝类器官研究中的重要培养基质。相比传统动物来源基质体系，这类人重组laminin具有成分明确、批次稳定、生理相关性高以及适合标准化研究等特点，因此在体外肝脏模型构建中具有较高应用价值。

目前，这些全长层粘连蛋白已经广泛应用于hPSC来源肝细胞分化、原代肝细胞培养、3D肝球体构建以及肝类器官研究等方向，并在提高细胞成熟度、维持功能稳定以及优化药物代谢模型等方面表现出较好的应用潜力。

随着类器官技术、NAMs以及体外药物评价体系的发展，基于全长laminin构建的人源肝模型，有望在药物研发、肝毒性研究以及再生医学等方向发挥越来越重要的作用。

**本文基于Biolamina关于LN521、laminin、全长层粘连蛋白、细胞外包被基质等相关应用文章、文献参考等公开资料曼博生物整理发布，用于实验技术研发、应用参考。**

摘要：  在肝细胞培养、hPSC来源肝细胞分化以及3D肝类器官研究中，如何构建更接近人体肝脏微环境的培养体系，一直是肝脏研究领域的重要方向。近年来，人重组全长层粘连蛋白（laminin）因其无异种来源、生理相关性高、成分明确以及批次稳定性较好等特点，逐渐成为替代传统动物源基质体系的重要研究方向。本文围绕LN521、LN111与LN411三种全长层粘连蛋白在肝细胞二维培养、原代肝细胞维持、hPSC来源肝细胞成熟以及3D肝类器官培养中的应用展开介绍，并结合相关实验数据分析其在肝脏研究、药物代谢模型以及体外肝脏微环境构建中的应用价值。

全长Laminin在肝细胞培养与3D肝类器官中的应用：LN521、LN111、LN411促进hPSC来源肝细胞成熟的研究解析

在肝细胞培养、hPSC来源肝细胞分化以及3D肝类器官研究中，如何构建更接近人体肝脏微环境的培养体系，一直是肝脏研究领域的重要方向。近年来，人重组全长层粘连蛋白（laminin）因其无异种来源、生理相关性高、成分明确以及批次稳定性较好等特点，逐渐成为替代传统动物源基质体系的重要研究方向。本文围绕LN521、LN111与LN411三种全长层粘连蛋白在肝细胞二维培养、原代肝细胞维持、hPSC展开介绍。

应用科学家

人工智能

探索LN521、LN111及LN411等全长层粘连蛋白在肝细胞培养与3D肝类器官研究中的应用。这些无异种、成分明确的人重组基质，显著提升肝细胞成熟度、功能表达及培养一致性，适用于hPSC分化、原代肝细胞维持及药物代谢模型构建，推动肝脏体外研究的标准化与生理相关性。

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