利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究丙戊酸誘發(fā)Alpers-Huttenlocher綜合征肝毒性的機(jī)理.pdf

1、丙戊酸鈉(VPA)是目前在世界范圍內(nèi)使用最廣泛的一線抗驚厥藥物和定期用于偏頭痛治療、雙相性精神障礙和慢性頭痛的治療藥物，并且經(jīng)常也會拿來作為輔助的化療，但是VPA的使用會造成嚴(yán)重肝損傷的副作用。Alpers綜合征(AHS)，是一種由于線粒體DNA聚合酶POLG基因突變造成的遺傳性線粒體遺傳性疾病。Alpers綜合征最顯著的一個肝病特征是對于在幼兒時期發(fā)生的VPA誘導(dǎo)的肝毒性具有很高的風(fēng)險。然而，這種高風(fēng)險的肝毒性發(fā)生的機(jī)制是什么一直還不

2、清楚，因此本文試圖利用體外分化建立的疾病模型來探索其中的原因。
　　在本研究中，我們將兩例AHS病人的成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成為病人特異性的誘導(dǎo)多能性細(xì)胞，然后在用無血清體系下將它們的多能干細(xì)胞分化成病人來源特異性肝細(xì)胞（AHS iPSCs-Hep）。兩個病人的分化的肝細(xì)胞與正常的對照細(xì)胞相比，都對VPA誘導(dǎo)的肝毒性非常敏感，產(chǎn)生凋亡。并且，細(xì)胞凋亡是依賴線粒體途徑的，因為凋亡蛋白caspase-9和caspase-3都被激活，而且細(xì)胞色

3、素c也被釋放出來。與此同時，值得注意的是，AHS病人肝細(xì)胞中線粒體內(nèi)保持線粒體嵴緊密和保護(hù)細(xì)胞色素c不被釋放出來的OPA1復(fù)合物的量也比正常對照的要少。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AHS病人肝細(xì)胞的線粒體DNA聚合酶POLG的表達(dá)量和線粒體DNA的含量比正常對照細(xì)胞的都要少，而且，AHS病人肝細(xì)胞ATP的產(chǎn)生能力也較正常對照的要弱。AHS iPSCs分化得到肝細(xì)胞AHS iPSCs-Hep其線粒體的結(jié)構(gòu)也不正常，嵴變得少兒膨大，甚至有些線粒體缺少嵴

4、。在研究VPA誘導(dǎo)AHSiPSCs-Hep凋亡敏感性機(jī)制時，我們發(fā)現(xiàn)，一種由于線粒體超氧化物的量瞬時增加而產(chǎn)生的超氧炫，其產(chǎn)生的頻率比正常對照細(xì)胞要高，而這種超氧炫的產(chǎn)生本質(zhì)上是由線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)的開放引起的。同時，當(dāng)我們加入mPTP抑制劑時，AHS iPSCs-Hep對于VPA誘導(dǎo)的肝毒性的敏感性下降到正常對照的水平。本研究的這些結(jié)果說明如果把線粒體mPTP作為藥物靶點(diǎn)設(shè)計藥物，很有可能會防止AHS病人對于VPA誘導(dǎo)的肝

5、毒性的發(fā)生。此外，曾報道過用于治療VPA誘導(dǎo)的肝毒性的藥物乙酰膽堿carnitine和N-acetylcysteine(NAC)，在本研究的疾病模型中同樣可以降低AHS病人對VPA誘導(dǎo)的肝毒性的敏感性?？傊ㄟ^AHS病人成纖維細(xì)胞來源的iPSCs建立的AHS病人的肝疾病模型的研究，揭示了AHS病人肝細(xì)胞對VPA誘導(dǎo)的肝毒性的機(jī)制，證明其是因為AHS病人肝細(xì)胞線粒體mPTP的開放引發(fā)的依賴線粒體途徑的細(xì)胞凋亡。本研究是首次使用iPSCs建