目前研究顯示,多種干細胞在肝損傷中發(fā)揮作用,可能用于治療肝臟疾病,其中包括肝干細胞(HSCs)、胚胎干細胞(ESCs)、誘導型多能干細胞(iPSCs)、
間充質干細胞(MSCs),外周血干細胞(PBSCs)等。
1、HSCs
肝干細胞屬于成體干細胞,存在于肝臟內(nèi),主要包括肝卵圓細胞(HOC)和小肝細胞樣祖細胞(SHPC),其中HOC的特點是胞體小,核大而胞質少,呈卵圓形,可雙向分化為肝細胞或膽管上皮細胞。SHPC形態(tài)介于干細胞和膽管細胞,通常成體HOC先分化為SHPC后再分化為成熟干細胞,多數(shù)學者認為HSCs是位于門靜脈周圍及終末膽管hering管中,近期有國外研究發(fā)現(xiàn)HSCs位于中央靜脈周圍,需要Wnt信號來維持干性,而中央靜脈內(nèi)的血管內(nèi)皮細胞負責釋放Wnt分子進入組織,如果干細胞離開Wnt信號的覆蓋范圍,便會迅速失去了分裂新干細胞的能力,從而分化為成熟的肝細胞。肝干細胞因其具有定向分化為肝細胞及膽管細胞的優(yōu)勢,且不存在倫理問題,是較為理想的治療肝臟疾病的干細胞,但目前國內(nèi)外罕見有關人源性肝干細胞系的報道。我們課題組已經(jīng)從成體肝臟中成功分離出人肝干細胞,并建立了可以穩(wěn)定傳代至50代的成體人肝源性干細胞系HYX1,目前已初步應用于動物試驗中。
2、ESCs
胚胎干細胞從受精卵內(nèi)胚層中取得,屬高度未分化,是增殖能力最強的全能干細胞,在體外相應的誘導培養(yǎng)條件下,ESCs可分化為成熟肝細胞,將小鼠ESCs移植到肝損傷小鼠模型體內(nèi),觀察小鼠肝臟內(nèi)可見大量移植細胞并呈現(xiàn)增殖狀態(tài)。ESCs的無限增殖能力和分化的多潛能性,在肝臟疾病中有極高的基礎與臨床研究價值,但ESCs的倫理爭議、免疫排斥及致瘤風險等問題限制了其在臨床疾病治療中的研究及應用。
3、iPSCs
誘導多能干細胞是來源于成體細胞經(jīng)病毒載體重新編程而獲得的具有干細胞特征的細胞,具有ESCs類似功能,但同時又避免了ESCs的倫理爭議和免疫排斥問題,有助于解決肝細胞來源問題,一直以來是再生學領域研究的熱點,但部分學者考慮iPSCs的重編程及高度自我更新、多向分化的特征使其具有增加突變及致瘤風險,近期一項研究通過對比分析iPSCs和亞克隆復制的細胞,發(fā)現(xiàn)iPSCs中的大多數(shù)突變并不會在重編程或者iPSCs產(chǎn)生過程中發(fā)生,認為iPSCs是相對穩(wěn)定的,可在基礎與臨床研究中安全使用。
近年在經(jīng)典iPSCs重編程基礎上發(fā)展了一種新的編程技術叫做譜系重編程,即繞開了iPSCs實現(xiàn)譜系內(nèi)或譜系間細胞類型的轉化。王韞芳團隊通過該技術,利用小分子化合物而非轉錄因子將消化道上皮細胞重編程為誘導人內(nèi)胚層祖細胞(hiEndoPCs),hiEndoPCs在體外可分化為表達成熟肝細胞,并能整合到實驗小鼠肝臟中,這為肝臟疾病尤其是終末期肝病的治療研究提供了更為安全有效的新型種子細胞來源。
4、MSCs
間充質干細胞是可從骨髓、脂肪組織、臍血、胎盤等組織中分離獲得的多能干細胞,屬成體干細胞,其中在肝病基礎與臨床中
骨髓間充質干細胞(BM-BMSCs)和脂肪間充質干細胞(AD-MSCs)及臍血干細胞(UC-MSCs)研究較多。MSCs在體內(nèi)外特定的誘導條件可分化為多種成體成熟細胞,多項研究指出MSCs能在生長因子、細胞因子、肝細胞或非實質肝細胞等的作用下分化為肝樣細胞,并參入肝臟疾病中免疫調(diào)節(jié)、細胞增殖及損傷修復等,MSCs因其來源較為豐富、取材方便、易于培養(yǎng)、低免疫源性并不伴倫理爭議,結合目前日益發(fā)展的細胞及分子示蹤技術,有望成為肝臟疾病中干細胞研究的理想種子細胞來源。
5、PBSCs
外周血干細胞是外周血中唯一CD34陽性的細胞,在正常情況下數(shù)目非常少,經(jīng)集落刺激因子動員后迅速增多,收集后可用于疾病的治療,其在血液系統(tǒng)疾病治療中的應用較為成熟,近年發(fā)現(xiàn)也可用于肝損傷的治療,但目前肝病中應用PBSCs治療的研究主要集中在其對癥狀、預后改善上,其中的具體機制及其治療的穩(wěn)定性等研究甚少,PBSCs是否是理想的細胞來源有待進一步驗證。