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

1、肝臟是機體新陳代謝的中心站，具有維持機體健康運轉(zhuǎn)所必需的多種生理、生化功能。肝細胞則是肝臟執(zhí)行這些功能的最基本單位，因而，其研究價值不言而喻。因原代肝細胞在體外培養(yǎng)中很難在維持其形態(tài)和功能的前提下進行可觀的增殖，肝細胞的來源常常依賴于供體捐獻，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胞，是迫切需要解決的問題。正常情況下干細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

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

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

4、兩種肝樣細胞的糖類、脂類代謝及藥物代謝功能。研究發(fā)現(xiàn)，iPSCs來源的肝樣細胞體現(xiàn)出不完全的肝細胞功能，在本研究檢測的三個指標中，只有較強的糖原合成和儲存功能，而不具備脂肪合成和儲存功能，藥物代謝功能非常微弱，而BMSCs來源的肝樣細胞則表現(xiàn)出非常全面的肝細胞功能，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來源的肝樣細胞不僅在基因表達上更接近于成熟肝細胞，并且具備更為全面的肝細胞功能。
　　綜上所述，本研究

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