肝細(xì)胞在臨床治療和藥物研發(fā)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值 。 然而，原代肝細(xì)胞來源 有限 ，且 難以在 體外擴(kuò)增，這一直是制約其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。近期雖有研究 發(fā)現(xiàn) 利用小分子化合物、細(xì)胞因子等策略 可以 實(shí)現(xiàn)肝細(xì)胞 的 體外擴(kuò)增 ， 但現(xiàn)有培養(yǎng)體系仍較為復(fù)雜，長(zhǎng)期培養(yǎng)的肝細(xì)胞往往功能衰退。鑒于 肝細(xì)胞 重要的應(yīng)用價(jià)值 ， 開發(fā)簡(jiǎn)便、高效的肝細(xì)胞體外擴(kuò)增策略 具有重要意義。

中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所謝欣研究員團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于肝細(xì)胞體外擴(kuò)增 的 研究 。 該團(tuán)隊(duì)于 2022 年 報(bào)道了包含 IL - 6 的培養(yǎng)條件可以支持小鼠原代肝細(xì)胞體外 大量 擴(kuò)增和功能維持。 近日，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子IL-22可支持小鼠和人原代肝細(xì)胞的體外大量擴(kuò)增和功能維持。研究成果題為IL-22 supportslong-termexpansionofmouseandhuman hepatocytes發(fā)表于Journal of Hepatology期刊上。

在此項(xiàng)研究中，研究人員首先從 發(fā)現(xiàn) 體內(nèi)調(diào)節(jié) 肝再生的 細(xì)胞 因子 出發(fā)，發(fā)現(xiàn)在肝切除再生和肝細(xì)胞移植模型中，細(xì)胞因子 IL - 22 的表達(dá) 均 顯著上調(diào)。將 IL - 22 添加到小鼠原代肝細(xì)胞的培養(yǎng) 體系中 ，小鼠肝細(xì)胞可穩(wěn)定擴(kuò)增超過 30 代。通過實(shí)驗(yàn)及估算， 小鼠 肝細(xì)胞在 150 天內(nèi)擴(kuò)增超 103? 倍。肝細(xì)胞 在 增殖 過程中會(huì)去分化為肝祖細(xì)胞 （ IL - 22 induced hepatocyte progenitor cells, IL - 22 -iHPCs ） ，并且 IL - 22 -iHPCs 可 再分化為成熟的肝細(xì)胞（ I L - 22 induced mature hepatocytes, IL - 22 -iMHs ） 。為驗(yàn)證擴(kuò)增后的肝細(xì)胞的 功能 ，研究團(tuán)隊(duì)將擴(kuò)增 30 代后的 IL - 22 -iMHs 移植到酪氨酸血癥模型 小 鼠（ Fah -/- 小鼠）肝臟中， 結(jié)果表明 IL - 22-iMHs 能顯著提高 Fah ?/? 小鼠存活率， 并在移植 60 天后重建 Fah -/- 小鼠 ~ 90% 的肝臟 。 機(jī)制研究 表明 ， IL - 22 主要 通過激活 Stat3 信號(hào)通路和 其 下游關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子 Bhlha15 和 Arntl2 誘導(dǎo)肝細(xì)胞 去分化和 增殖。 敲除 Stat3 基因后， IL - 22 的促增殖作用 幾乎 被完全阻斷 。在肝細(xì)胞中 特異性 表達(dá) 轉(zhuǎn)錄因子 Bhlha15 和 Arntl2 ， 則 可在不依賴 IL - 22 條件下誘導(dǎo)肝細(xì)胞長(zhǎng)期增殖 。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)， 包含 IL - 22 的培養(yǎng)體系同樣能 誘導(dǎo) 人原代肝細(xì)胞去分化 為 可增殖的 肝祖細(xì)胞 （ IL - 22 induced human hepatocyte progenitor cells ， IL - 22 - h iHPCs ） 。 單克隆增殖實(shí)驗(yàn)表明 ， 單個(gè) IL - 22 - h iHPC 可在 7 天內(nèi)增殖至 超過 600 個(gè)細(xì)胞 。 IL - 22-hiHPC 可 連續(xù) 傳代 5 次 左右 ，在約 30 天內(nèi) ， 細(xì)胞 數(shù)目 累計(jì)擴(kuò)增 103 至 10? 倍 （ 根據(jù)供體不同 ）。 來自兩位年齡小于 30 歲的年輕供體的肝細(xì)胞表現(xiàn)出 更強(qiáng) 的 增殖 能力，在 30 天內(nèi)擴(kuò)增 超過 6×10? 倍 。 IL - 22 - h iHPC s 可分化為成熟的肝細(xì)胞（ IL - 22 induced human mature hepatocytes, IL - 22 - h iMHs ），高表達(dá) AAT 、 CYP7A1 等肝細(xì)胞標(biāo)志 蛋白 。將 IL - 22-hiMHs 移植至免疫缺陷型 Fah -/- 小鼠（ NPG- Fah -/- 小鼠 ） 肝臟 后， IL - 22-hiMHs 能顯著提高 NPG- Fah -/- 小鼠的 存活 率， 并 在移植 60 天后重建 NPG- Fah -/- 小鼠 30 % 以上的 肝臟 。

綜上， 本 研究建立了 基于細(xì)胞因子 IL - 22 擴(kuò)增 小鼠和人肝細(xì)胞 的新方法 。同時(shí)闡明了 “ IL - 22 - Stat3 - Bhlha15/Arntl2 ”信號(hào)軸 調(diào)控肝細(xì)胞去分化和增殖的分子機(jī)制。相較于以往復(fù)雜的培養(yǎng)方案， IL - 22 體系成分明確、操作簡(jiǎn)便、 為 大量利用肝細(xì)胞進(jìn)行的 藥物研發(fā) 和 臨床治療奠定了基礎(chǔ)。

文章摘要

中國(guó)科學(xué)院 上 海藥物研究所 謝欣研究員 和 郭任副研究員為該 論文 的共同通訊作者，國(guó)科大杭州高等研究院博士后李冰和郭任副研究員為本文的并列第一作者。本研究得到上海藥物研究所趙東昕研究員及同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院楊浦醫(yī)院臨床研究與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心孫斌 博士和 湯二將醫(yī)生的幫助。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168827826000565?via%3Dihub

制版人：十一

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