Cell子刊綜述：肝臟干細胞

　　肝臟是人體內具有獨特再生能力，維持體內平衡的一個關鍵器官。成熟肝細胞具有明顯的損傷修復功能，因此科學家們一直希望能了解這一過程中成體肝臟干細胞的作用。同時發育中肝臟的干細胞或者說祖細胞也是一個研究熱點，解析這些具體的分子機制將有助于在細胞治療和藥物篩選過程中，體外生成功能性肝細胞。

　　來自日本東京大學的幾位學者近期發表了題為“Stem/Progenitor Cells in Liver Development, Homeostasis, Regeneration, and Reprogramming”的綜述，介紹了肝臟干細胞特征研究方面的進展，并且探討了在發育，體內平衡，再生和疾病發生過程中，肝臟干細胞是否能進行自我更新等問題。

　　獲取肝細胞新方法

　　今年上半年，中科院上海生物化學與細胞生物學研究所惠利健研究組的研究人員通過表達三個肝臟轉錄因子，可成功將人體皮膚細胞轉變為肝細胞。這項獲得人類肝細胞的方法，向最終實現肝細胞治療、生物人工肝等領域前進了一大步。

　　2011年，惠利健研究組成功將小鼠皮膚細胞轉變為肝細胞，相關研究在Nature上發表，并獲得當年中國科學十大進展。但他們發現，利用完全一樣的方法，并不能將人的成纖維細胞重編程為肝細胞。經過重新篩選和優化，研究人員建立了誘導人成纖維細胞重編程為肝細胞（hiHep細胞）的方法。

　　hiHep 細胞表達肝臟基因，并具有肝細胞的許多功能，包括分泌血清白蛋白、積累糖原、代謝藥物、藥物轉運等。通過將hiHep細胞移植到肝臟特異轉錄因子（酪氨酸代謝缺陷）模型小鼠中，hiHep細胞可成功整合到小鼠肝臟中發揮功能。經移植后的小鼠肝功能指標明顯恢復，并有近40%的小鼠最終被救活。

　　肝臟祖細胞可用于治療終末期肝病

　　來自美國西奈山醫學院的研究人員發現人胚胎干細胞能夠分化為一種之前未知的肝臟祖細胞(liver progenitor cell)，其中這種肝臟祖細胞是干細胞的早期后代，能夠產生成熟的功能性肝細胞。這一發現指出人們有朝一日可能利用細胞療法讓肝病患者再生肝臟。

　　研究人員證實了由這種祖細胞產生的肝細胞的功能性，這是因為這些肝細胞能夠被丙型肝炎病毒(HCV)感染，其中HCV只能感染肝細胞。這項研究的一個關鍵性發現就是發現這種祖細胞的表面上存在著一種被稱作KDR的受體蛋白，或者說血管內皮生長因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2)。在此之前，人們一直認為這種受體只存在于形成血管的內皮細胞，即內皮細胞祖細胞和血細胞祖細胞。研究人員證實激活位于這些新的肝臟祖細胞上的KDR 會讓它們分化為成熟的肝細胞。此外，對模式小鼠開展的研究也發現類似的細胞，這就表明這種肝臟祖細胞在小鼠和人類中是保守的，因此，它們一定發揮著重要作用，并且有望用于細胞療法來治療肝病。

　　肝細胞轉分化研究成果

　　來自中科院的研究人員在2011年首次繞開干細胞階段利用一種稱為轉分化的方法將從小鼠尾部獲取的成纖維細胞重編程生成了成熟的肝細胞樣細胞（hepatocyte-like cells，iHep）。

　　轉分化是指成體組織細胞改變其表型的一種現象，即在一定條件下控制發育方向的轉錄因子表達發生改變，從而使成體干細胞或分化細胞特定的分化狀態也發生改變。近年來隨著體外誘導條件的不斷發展及理論研究的深入，轉分化技術逐漸被科學家們廣泛利用到器官移植獲取具有修復功能的細胞研究中，科學家們利用轉分化技術已成功地誘導成體細胞重編程生成了血細胞、心肌細胞和神經細胞。然而直到目前為止對于研究者們而言利用這一技術獲得肝細胞卻仍是一個特殊的挑戰。

　　研究人員對在肝臟發育及功能中起重要作用的14種轉錄因子轉導至獲得的小鼠尾部成纖維細胞中，并對這些轉錄因子形成的多種組合進行了篩選。研究人員證實在轉導Gata4, Hnf1α 和 Foxa3，抑制p19的條件下即可將成纖維細胞誘導轉化為功能性iHep細胞。這些iHep細胞呈典型的上皮樣形態，表達肝基因，并顯示肝細胞功能。

　　這一研究發現為研究人員獲得用于肝工程及再生治療的功能性肝細胞樣細胞提供了一條新的策略。惠利健表示在接下來的研究中他的研究團隊將致力將這一研究成果轉化到人類細胞上。