FOXA3和HNF4α聯(lián)合誘導(dǎo)iPSCs和BMSCs定向分化為肝樣細(xì)胞的研究.pdf

1、肝臟是機(jī)體新陳代謝的中心站，具有維持機(jī)體健康運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的多種生理、生化功能。肝細(xì)胞則是肝臟執(zhí)行這些功能的最基本單位，因而，其研究?jī)r(jià)值不言而喻。因原代肝細(xì)胞在體外培養(yǎng)中很難在維持其形態(tài)和功能的前提下進(jìn)行可觀的增殖，肝細(xì)胞的來源常常依賴于供體捐獻(xiàn)，這一直是基礎(chǔ)研究、藥物研發(fā)及肝病治療等相關(guān)領(lǐng)域的主要制約因素。如何在體外獲取可增殖的功能型肝細(xì)胞，是迫切需要解決的問題。正常情況下干細(xì)胞可以自我更新并保持其未分化狀態(tài)，在一些特定的誘導(dǎo)環(huán)境下，干細(xì)

2、胞可以分化成多種其他類型并且具有功能的成體細(xì)胞。因此，以易于獲取或培養(yǎng)的干細(xì)胞為起源細(xì)胞，誘導(dǎo)其形成成熟的肝細(xì)胞或肝樣細(xì)胞被認(rèn)為是最切實(shí)可行的辦法，目前這方面的研究也取得了許多進(jìn)展。但是由于許多不可避免的局限性，不同的起始細(xì)胞和誘導(dǎo)分化方法各有優(yōu)劣。新興的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPSCs)和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)優(yōu)勢(shì)最為明顯，是理想的誘導(dǎo)肝細(xì)胞來源。
　　被組織特異性轉(zhuǎn)錄因子直接轉(zhuǎn)分化成體細(xì)胞的報(bào)道所啟發(fā)，本研究嘗試在iPSC

3、s和BMSCs中過表達(dá)FOXA3和HNF4α兩個(gè)肝富集轉(zhuǎn)錄因子聯(lián)合誘導(dǎo)這兩種干細(xì)胞向肝樣細(xì)胞定向分化，均取得了較好的效果。其中iPSCs經(jīng)誘導(dǎo)后分化的細(xì)胞表達(dá)肝細(xì)胞相關(guān)基因AFP、ALB、KRT18和KRT19，而BMSCs來源的分化細(xì)胞的肝細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)明顯更強(qiáng)，除表達(dá)AFP、ALB、KRT18、KRT19以外，還檢測(cè)到了成熟肝細(xì)胞才會(huì)表達(dá)的G6P、TAT、TTR等。細(xì)胞功能方面，用糖原染色、油紅O-脂肪染色、吲哚菁綠攝取等方法檢測(cè)

4、兩種肝樣細(xì)胞的糖類、脂類代謝及藥物代謝功能。研究發(fā)現(xiàn)，iPSCs來源的肝樣細(xì)胞體現(xiàn)出不完全的肝細(xì)胞功能，在本研究檢測(cè)的三個(gè)指標(biāo)中，只有較強(qiáng)的糖原合成和儲(chǔ)存功能，而不具備脂肪合成和儲(chǔ)存功能，藥物代謝功能非常微弱，而BMSCs來源的肝樣細(xì)胞則表現(xiàn)出非常全面的肝細(xì)胞功能，糖代謝和脂代謝功能非常明顯，藥物代謝功能稍弱。相比而言，BMSCs來源的肝樣細(xì)胞不僅在基因表達(dá)上更接近于成熟肝細(xì)胞，并且具備更為全面的肝細(xì)胞功能。
　　綜上所述，本研究

5、利用FOXA3和HNF4α聯(lián)合誘導(dǎo)iPSCs和BMSCs向肝樣細(xì)胞的定向分化，均獲得了成功，得到了兩種具有肝細(xì)胞功能的肝樣細(xì)胞。又從初始細(xì)胞來源、操作流程復(fù)雜程度、實(shí)驗(yàn)周期、肝樣細(xì)胞的表型和功能等幾個(gè)方面進(jìn)行比較，最終得出結(jié)論。BMSCs途徑相對(duì)于iPSCs途徑具有更明顯的優(yōu)勢(shì):取材方式可行性高、誘導(dǎo)周期短、效率高、操作簡(jiǎn)單，更為重要的是，所得的肝樣細(xì)胞的肝細(xì)胞更為成熟、功能更全面。本研究成果為體外誘導(dǎo)肝樣細(xì)胞建立新的方法，同時(shí)也為肝細(xì)