中国组织工程研究第2O誊第50勇 2016—12—02出版 一c尺 .。 Chinese Journal of Tissue Engineering Research December Z 2016 Vo1.20,No.50 ・综述・ 骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞的方法及机制研究与进展 谢树才,张剑权,蒋锡丽,周奄 帅(中南大学湘雅医学院附属海口医院(海口市人民医院),海南省海口市570208) 谢树才.张 权 蒋锡丽。竭烟.鸯髓阃充质干细胞诱导分化为秆细瞻的方法及机翩砑究与进曩 中国组织I程研 ORCID:0000-0002-0513-4097(张剑权) 究,2016.20《50):7586—7593. DOh 10.3969 ̄.issn.2095—4344.2016.50.020 文章快速阅读: 骨髓间充质干细胞分化为肝细胞的诱导方法及机制 诱导方法: 添加特定的细胞因子、 运用损伤肝组织或血 清、提供特殊的细胞外 微环境、细胞基因修 饰、中药诱导及其他诱 导方法 谢树才,男,1990年生, 湖南省衡阳市人,汉族, 在读硕士,主要从事骨髓 化的相关研究 结论: 骨髓间充质干细胞定 向诱导分化的肝细胞 问充质干细胞增殖及分 检索: 在中国知网、维普、万方和 PubMed进行文献检索,检索 词为“肝细胞(肝样细胞),骨髓 间充质干细胞,诱导分化”和 通讯作者:张剑权,博士, 可提供理想的细胞来 源,为肝细胞移植和人 工肝运用于临床治疗 主任医师,中南大学湘雅 hepatocyte(一like)cells,bone marrow mesenchymal stem 医学院附属海口医院(海 cells,diferentiation’ ’主要机制: Notch信号通路、 Wnt/ ̄一catenin信号 通路、P38信号通路、 miR-122及钙离子的 影响 终末期肝病提供了新 的策略 口市人民医院),海南省 海口市570208 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 文题释义: (201 6)5O・07586—08 稿件接受:2016-10.08 Notch信号通路:Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体,它们调节从海胆到人等多种生物细胞 的发育。Notch信号影响细胞正常形态发生的多个过程,包括多能祖细胞的分化、细胞凋亡、细胞增殖 及细胞边界的形成。Notch基因位点突变引起的表型改变,表明Notch信号作用的多样性。 miR-122:是一种专一表达于肝脏的miRNA,在生理状态下参与肝细胞发育、肝细胞表型、分化代谢, 以及肝细胞应急应答等基本生命活动过程。在病理状态下,miR.122有促进HCV复制和翻译的作用, 还可促进肿瘤细胞的凋亡,在肝细胞癌发生、发展过程中发挥抑癌基因样作用。 摘要 背景:已有多项研究证明骨髓间充质干细胞可以跨胚层分化为肝细胞,其向肝细胞定向诱导分化的方案 很多,但其具体的分子机制目前尚不清楚。 目的:综述骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞的方案及分化机制。 方法:检索CNKI数据库、维普、万方和PubMed数据库2004至2015年期间关于骨髓间充质干细胞 向肝细胞分化的文章。检索词分别为“肝细胞(肝样细胞),骨髓间充质干细胞,诱导分化”和 “hepatocyte(一like)cells,bone marrow mesenchymal stem cells,diferentiation”。最后选择62篇文 章纳入结果分析。 结果与结论:骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞的方案很多,但其具体的分化机制仍不甚清楚,目前 国内外研究较多的主要有Notch信号通路、WnUp.catenin信号通路、P38信号通路、miR.122及钙离 子的影响等;骨髓间充质干细胞定向分化的成熟肝细胞为肝细胞移植和人工肝提供了理想的细胞来源, 从而使肝细胞移植和人工肝运用于临床治疗终末期肝病提供了新的策略。 关键词: 于细跑:分化;骨髓阃充质于细跑:诱导分化:盱镪魄:分化机铂 主题词: 骨髓:闻质于细跑:细瞻分囊二: 基金资助: 缅咆 组织I程 海赢各科技资助项目(ZDXM201508 ̄ 7586 P.O.Box 10002,Shenyang 110180 www.CRTER.org 谢树才 等。骨髓阃充硬干细瞻诱导分化为 缅魄的力法及机镑q磅究s进展 ww CRTER.org Xie Shu—cai,Studying for master’s degree,Afilfiated Haikou Hospital of CentraI South University Xiangya SchooI of Medicine Methods of bone marrow mesenchymal stem cells diferentiating into hepatocytes and the underlying mechanisms ’ Xie Shu—cai,Zhang Jian—quan,Jiang Xi—li,Zhou Shuai(Afilfiated Haikou Hospital of Central South University Xiangya School of Medicine(Haikou People’s Hospita1),Haikou 570208,Hainan Province,China) Abstract BACKGROUND:A number of studies have shown that there are many inducible methods by which bone marrow mesenchymal stem cells can diferentiate into hepatocytes,but the speciic molfecular mechanism (Haikou People’s Hospita1) Haikou 570208,Hainan Province,China Corresponding author: Zhang Jian-quan,M.D., Chief physician,Afilfiated is unclear yet. OBJECTIVE:To review the programs and underlying mechanisms by which bone marrow mesenchymal stem cells diferentiate into hepatocytes. Hajkou Hospital of Central SoUth University Xiangya METHODS:A computer-based online search of CNKI。VlP,WanFang and PubMed databases was performed to retrieve articles about directional diferentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into School of Medicine (Haikou People’s Hospita1) Haikou 570208,Hainan Province.China hepatocytes published between 2004 and 201 5.The key words were“hepatocyte(-like)cells,bone marrow mesenchymal stem cells,diferentiation”in Chinese and English,respectively.Finally,62 articles were included in res u lt analysis. RESULTS AND CO ̄ICLUSiON:There are many programs for hepatic diferentiation ofb one marrow mesenchymal stem' ̄ells,but the speciifc molecular mecl ̄anism is ,still unclear.Many Studies mainly focus on Notch signaling pathway,Wnt/@-catenin signaling pathway,P38 signal pathway,miR- 2 and effect of calcium ions.Bone marrow mesenchymaI stem cells that can be induced to diferentiate into mature hepatocytes provid an ideal cellular source for hepatocyte transplantation and artificial liver.whiC h is proposed to be a n鲫strategy for clinical treatment of end.stage liver disease. Subject headings:Bone Marrow;Mesenchymal Stem Cells;Cell Diferentiation;lHepatocytes;Tissue Engineering Funding:the Scientiifc and Technological Fund of Hainan Province,No.ZDXM201 5082 Cite this article:X/e SC,Zhang JQ,Jiang XL,Zhou S.Methods of bone marrow mesenchymal stem cells diferentiating into hepatocytes and the underlying mechanisms.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(50):7586-7593. 0引言lntroduction. 终末期肝病(end stage liver disease,ESLD) 遗传背景稳定等众多优点逐渐成为众多干细胞中最 受科研工作者关注的细胞之一【引。骨髓间充质干细胞 诱导分化为肝细胞已经取得了显著的研究成果,现就 骨髓间充质干细胞的分离培养、诱导分化为肝细胞的 方案及分化机制进行综述。 是由肝炎、肝硬化、肝癌、药物性肝损伤、自身免 疫性肝病等导致肝功能极度减退甚至衰竭的一种病 理状态,预后极差。终末期肝病目前最理想的治疗 方法为肝移植,但由于供者缺乏和免疫排斥反应等 因素限制了其在临床上的应用…。近年来,肝细胞移 1 资料和方法Data and methods 、 植和人工肝被认为是肝移植替代或辅助疗法,促进损 伤肝脏的再生【 ,给临床上终末期肝病的治疗带来了 曙光,然而都面临着细胞来源严重缺乏的问题。干细 胞诱导分化为成熟的肝细胞可以为肝脏疾病的细胞 1.1文献检索和筛选要求 1.1.1 检索数据库 CNKI数据库、维普、万方和 PubMed数据库。 1.1.2检索途径、检索词及各检索词的逻辑关系 以主题词和关键词检索途径检索。 检索 中文检索词为“肝细胞或肝样细胞,骨 髓间充质干细胞,诱导分化”;英文检索词为 “hepatocyte (.1ike) cells, bone marrow mesenchymal stem cells,diferentiation”。 移植治疗和人工肝提供了理想的细胞来源【 目前研 究干细胞的种类较多,包括胚胎干细胞 造血干细胞、 间充质干细胞、卵圆细胞、小肝细胞样祖钿胞、边群 细胞、 骨髓源肝干细胞和外周血干细胞等等,骨髓间 充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)由Friedenstein等[4】最先在骨髓中发现,因取 检索词的逻辑组配 骨髓阃充质 细盹AND 细胞OR肝样细胞)AND(OR)诱导分化。 检索的时阃范围 2001至201 5年 7587 材方便、易分离纯化、易培养扩增、易诱导分化、免 疫原性低、安全性高、多向分化潜能、无伦理问题、 ISSN 2095—4344 CN 21-1581 R CODEN:zLKHAH 列0 骨髓 毫矮l‘ 融诱 分化 扑组匏娲西法硬☆l 允|,进 …。一。 表1 各种分离方法的原理及优缺点 原理 优点 胞纯度/f 够- ,细胞均。 芹 。}] 11 髓I'llJ充质1。 胞贴 ,l-.长的特 r1 刘J 进}J 操作两便、不易污染,所 个坩肯逝 l 分离法 利j ,j- I J I 筛选,通过濉和fi<J ̄JL械分离(换液和化代)【!lJ I j’除上 细胞增炳较快,怂浮 K的造 系细胞和填他杂细胞 获得夫 i j肛 川 细胞0性较高 髓M允质{‘细胞 j 他细胞的密度簪肄, 瞥Jl{=梯』c{=分离法 r 试剂川’能损伤细胞、 低细胞的q-存} 一Perco1分离液能将骨髓『H】充质f 细胞确I红细胞、 r1.lfitj地等lt他细胞分离开,取仃核细胞贴^钱蚺捧 仃} 离的0“ 嫂磁殊;』、分选法 通过 髓 允J贞1’细胞表 带仃或缺夫的机 成 细胞j,导敛其增吼硬彩 分化能力会受到 影响 分离成本较r西、操作 朵、刈细胞的活 f 选或负选,从伽扶搿棚对纯化的中¨l{{迁! 允 硐I流 细胞术分离 分进行I1|、 影响也较人,扩增迷艘 、操作过 易污染 分选后的骨髓 I充质_r 胞 易贴 ,{ 长和 分化 J蓖 胞 图1 荧光倒置显微镜下人骨髓间充 质干细胞形态(×1 00) 汪:[划 l_A为 4代人 i }髓 允质 细胞;B为 5代人坩f{迁! 允质r‘ 细胞:C为诱 人竹髓n』J允质f‘细胞 粥21人形态变化。( } J: 片均来 源卜作1彳的 题 )。 1.2文献筛选流程和筛选标准 行优化 即在1.5 h收集未贴壁的细胞悬液重新接 1_2.1 丈献的筛选标准 ①原创及论点论据可靠的 文章;②有关骨髓间充质干细胞分离培养及鉴定的文 种,接种后12,24 h早期各换液1次,此法主要是利 用细胞贴壁性能的差异,可以提高细胞的纯化率和减 少混杂细胞的影响。 章:③有关骨髓间充质干细胞向肝(样)细胞分化及其 机制研究的文章;④相似或相同内容优先选择近期发 表或权成期刊发表的文章。 目前为止,尚未发现骨髓间充质干细胞特异的 表面标志 J,一般采取阴性选择和阳性选择相结合 1I2.2排除的丈献①重复或类似的同一研究;②骨 的方式进行分离和鉴定。它不表达造血干细胞的表 面标志[9-10],包括CD34、CD45、CD14、CD3、CD4、 髓间充质干细胞增殖及其机制探讨的丈章:③骨髓间 充质干细胞分化为其他种类细胞及其机制探讨的文 章 CD8、CD11等,不表达共刺激分子CD40、CD80、 CD86,不表达与人类白细胞抗原(HLA)识别有关的共 共检索到有关文献336篇,其中英 刺激分子B7_1、B7—2A.主要组织相容性复合物(MHC) II类分子,也不表达CD31、CD18、CD56,低水平 1_2-3质量评估丈90篇,中文246篇。通过对文章标题和摘要的阅读 进行初步筛选,剔除与研究目的不符和重复论点论据 的丈章:然后阅读全文,判断与纳入标准一致的文章, 最后选择62篇符合标;住的丈献进行结果分析。 表达CD44、CDW90、CD1 1 b、CD54、CD1 06(_t ̄-管 细胞黏附分子),表达人白细胞抗原I类分子(HLA I)、Stro一1,高表达CD29、CD44、CD49e、 CD73(SH3/4)、CD105(SH2)、CD13、CD48、CD71、 2结果Results CD56、CD90、CD1 66 , 2.1 骨髓间充质干细胞的分离培养及鉴定 骨髓间充 质干细胞常用的分离方法主要有全骨髓贴壁分离法、 密度梯度离心法、流式细胞仪分离法和免疫磁珠分离 法4种 J,4种方法的原理、优缺点见表1。荧光倒置 2.2肝(样)细胞的鉴定 2_2_1 细胞的形态 正常肝细胞光镜下为多边形或 类圆形,呈典型上皮样细胞形态,并可融合成单层片 状细胞,而未经诱导分化的骨髓间充质干细胞多表现 为成纤维细胞样长条形或内皮细胞样梭形,贴壁较 紧,在体外诱导后细胞形态逐渐由梭形或长条形转变 为不规则圆形或类圆形,在透视电镜和扫描电镜下骨 户0 Box 10002.Shenyang 110180 WWW,C尺7_E尺org 显微镜下人骨髓间充质干细胞形态见图1。目前国内 外大多采用的是全骨髓贴壁分离法联合密度梯度离 心法。近来也有学者提出在全骨髓贴壁法的基础上进 7588 谢树才.等.骨髓间充质干细咆诱导分化为盱细跑的方法及机毒d研究与进襞 ~c一。 髓间充质干细胞具有幼稚细胞的结构特点,而肝样细 胞的胞内细胞器明显增多,具有上皮样细胞的极性结 构特点【11】。 2-2.2 细胞功能和细胞标志物 白蛋白、甲胎蛋白、 发现肝细胞生长因子联合表皮生长因子比单用肝细 胞生长因子和表皮生长因子时更能诱导骨髓问充质 干细胞向肝细胞分化。 2.3.2运用损伤肝组织或血清损伤的肝组织或血 细胞角蛋白、糖原及尿素均为肝系细胞的特异性标 志物。甲胎蛋白、细胞角蛋白19为不成熟肝细胞标 清可以分泌促进干细胞分化的生长因子,如肝细胞生 长因子、白细胞介素2、转化生长因子B1,被认为是 骨髓间充质干细胞向肝细胞诱导分化的良好条件。 Saulnier等【2’】用射频消融损伤的肝脏血清成功将间充 质干细胞诱导分化为肝细胞;范莎莎等【2 】发现肝纤维 志物,随着肝细胞的成熟少量表达甚至不表达,白 蛋白和细胞角蛋白18是成熟肝细胞的标志【12】。检测 白蛋白、甲胎蛋白、细胞角蛋白的存在可以支持骨髓 间充质干细胞向肝系细胞的分化。肝脏是糖原合成与 储存的主要场所,也是氨转化为尿素的惟一场所;因 此检测胞内糖原的存在和尿素合成也能证明骨髓间 充质干细胞成功诱导分化为肝细胞。成熟的肝细胞还 表达一些酶类,如药物代谢酶细胞色素 P450(CYP450)、糖类代谢酶如6一磷酸葡萄糖磷酸酶 (G6P),还有氨基酸代谢的主要酶类,包括酪氨酸转 氨酶( )、丙氨酸转氨酶(AAT)、色氨酸2,3一双加 氧酶(TDO)【1引。 2.3 用的诱导方案 2.3.1 添加特定的细胞因子在胚胎干细胞分化成 熟肝细胞的发育过程中,体内多种细胞因子(如肝细 胞生长因子、成纤维生长因子、表皮生长因子、胰岛 素样生长因子1、转化生长因子a等)参与了肝细胞的 分化成熟,调控着肝细胞发育的各个阶段,在培养基 中加入上述因子,就能促进骨髓间充质干细胞向肝细 胞的分化成熟。Wang等【1 J用肝细胞生长因子将大鼠 骨髓间充质干细胞成功诱导分化为肝细胞样细胞; Ishikawa 】观察到成纤维生长因子2能促进小鼠骨 髓间充质干细胞向肝系细胞分化并提高白蛋白的分 泌;胡晶、王佐周等 协’ 发现20 pg/L成纤维生长因 子2比10 pg/L成纤维生长因子2更能诱导骨髓问充质 干细胞表达白蛋白、细胞角蛋白19和合成糖原,进一 步研究显示20 pg/L成纤维生长因子2比同样浓度的 肝细胞生长因子具有更强的诱导骨髓间充质干细胞 向肝细胞分化的能力。也有研究者发现联合添加上述 因子其诱导效果可能更好。Ayatollahi 】用肝细胞 生长因子联合胰岛素样生长因子在体外将间充质干 细胞诱导分化为肝样细胞,并检测出此肝样细胞拥有 分泌白蛋白、尿素和储存糖原的功能。Sun 在培 养基中加入肝细胞生长因子和成纤维生长因子4成功 将骨髓间充质干细胞诱导成肝细胞样细胞,并表达甲 胎蛋白、细胞角蛋白18、白蛋白;国内学者曹亮等 o】 lsSN 2095-4344 cN 21.1581,R coDEN:zLKHAH 化大鼠血清中转化生长因子B1增加促使骨髓间充质干 细胞向肝细胞定向分化。Avital z3】采用含瘀胆血清的 培养液成功诱导出肝细胞表型的细胞,并观察到此细 胞具有将氨代谢为尿素的功能;Zhong 24l研究发现 5%瘀胆血清对骨髓间充质干细胞有一定的促增殖作 用并能有效诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化,联 合使用肝细胞生长因子可以显著提高其分化率。 2.3.3提供特殊的细胞外微环境 随着三维细胞培 养技术的发展,越来越多的证据表明,三维细胞培养 系统比传统二维培养系统更贴近体内的生理条件,能 为干细胞的分化成熟提供理想的组织结构支持,促进 生长因子和细胞外基质相互作用【 。Li等 。 利用三维 聚乳酸一乙醇酸支架动态培养大鼠骨髓间充质干细 胞,结果提示三维支架培养较二维培养更能促进骨髓 间充质干细胞向类肝细胞分化,表达更高水平的肝细 胞功能。Piryaei等 ] ̄,Kazemnejad等 。 分别利用不 同结构的纳米三维支架成功将骨髓间充质干细胞体 外诱导成类肝细胞。Lin等【29】用三维藻酸盐支架诱导 骨髓间充质干细胞成功分化为肝样细胞;Ji 3ol研究 发现动态培养肝支架具有诱导骨髓问充质干细胞向 肝系细胞分化的能力;联合生长因子诱导骨髓间充质 干细胞向肝系细胞分化的程度显著高于单纯生长因 子诱导。卫金花等【引】在体外用胶原三维培养体系将骨 髓间充质干细胞成功诱导分化为肝细胞并形成具有肝 组织特征性的极化。也有学者利用生物活性材料仿生 构建干细胞外微环境,调控干细胞增殖及其分化,徐 建斌等【32】研究发现人E.cadherin.Fc融合蛋白作为一 种稳定的仿生细胞间相互作用的细胞外基质联合 HGF/FGF/OMS,Dex等诱导因子共同作用下,可以有 效促进人骨髓间充质干细胞向肝细胞定向分化。 2.3.4细胞基因修饰 Ishii等【 通过四环素上调骨 髓间充质干细胞中HNF.313的表达,使得骨髓间充质 干细胞分化为类肝细胞内AFP、TAT和EpCAM的基因 谢树才.等 骨髓阃充疆干细咆诱导分化为肝细匏的力法及机翩研究s进襞 ~c一。憎 表达水平显著升高,并且超过80%的细胞分泌白蛋 白。Chen等【341通过腺病毒载体将肝细胞生长因子导 Noah.1、mRNA&达都持续降低 Ke等 】认为Notch 信号的下调在骨髓间充质干细胞向肝细胞分化过程 中是必要的,并观察到第21天时Jagged2、Delta1、 Delta3、Notch.1、Notch.2、Notch.3及Presenilin1 入骨髓间充质千细胞使其过表达肝细胞核因子 4a(HNF.4a),结果表明其能促进骨髓间充质干细胞 向肝细胞分化,国内学者利用gateway技术将肝细胞 的mRNA ̄达量明显较第0,7,11天降低;柳柯等【46】 研究发现骨髓间充质干细胞向肝细胞分化第11天时, Jagged2、Delta 1、Delta3、Notch.1、Notch一2、Notch.3 核因子4a导入人骨髓间充质干细胞也获得了同样的 结果[35】。陈丽、崔洁等 通过转染pcDNA3.1(+). hHGF上调肝细胞生长因子在人骨髓间充质干细胞中 及Presenilinl的mRNA表达量降低至最低值;通过 Jagged_Y-调Notch信号通路则发现M2-PK和GS.r-P 的表达,经酒精性肝硬化血清诱导可以促进骨髓间充 质干细胞向肝样细胞分化。 2.3.5 中药诱导及其他诱导方法 Ouyang等l J用 红景天苷成功诱导间充质干细胞定向分化为肝细胞, 并认为ERKI/2或PI3K信号通路在此过程中发挥了重 要作用;杜超等【38]用红景天苷联合淤胆血清体外诱导 培养骨髓间充质千细胞,发现红景天苷联合淤胆血清 比传统的淤胆血清更能诱导骨髓间充质干细胞向肝 细胞分化。张玮 为针刺穴位和筋膜可使大鼠血 清细胞因子水平提高,从而促进骨髓间充质干细胞向 肝细胞分化;韩海啸等【401用含调肝益气通络方的含药 血清诱导骨髓间充质干细胞分化为肝样细胞,发现高 剂量组显示出更优于肝细胞生长因子的诱导能力。 Ping等 IJ用一贯煎可诱导大鼠骨髓间充质干细胞向 肝细胞样细胞分化,并认为其机制与下调 Wnt/13 catenin信号通路有关。 2.4 骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的机制 已有各 种不同的诱导分化方案被证实可以将骨髓间充质干 细胞成功诱导分化为肝细胞,但是调控这一过程的分 子机制目前还不甚清楚。大量学者认为,骨髓间充质 干细胞向肝细胞的定向分化是基因部分被选择性地 激活或差异性表达,从而控制某一些特异性蛋白合成 和及其空间排布的结果。 、 2-4.1 Notch信号通路 。Notch家族是由一组广泛 分化且高度保守的蛋白质组成,通过蛋白质问相互作 用或胞间的信息传递而实现基因转录的调控,已有研 究显, ̄.Notch家族在干细胞的早期分化中发挥重要作 用[42】,且在肿瘤细胞的增殖分化中也同样起着重要的 作用,当NOah信号通路持续异常存在时细胞不能正 常分化就很可能形成肿瘤【43] 徐洪雨等 应用肝细胞 生长因子联合成纤维生长因子4诱导骨髓间充质干细 胞向肝细胞分化,结果发现第3天出现分化细胞,. Notch.1蛋白表达开始降低,Natch.1 mRNA表达也随 之减低,而且随着分化率的升 , Notch一1蛋白和 表达明显晚于对照组,而且至第26天都未表达白蛋 白,都证明了下调Notch信号通路可以促进骨髓间充 质干细胞分化为肝细胞。 2.4.2 Wnt/l ̄.catenin信号通路Wnt/13.catenin信号 通路在肝细胞形成过程发挥了重要作用,Williams 等[47】阻断此通路结果是卵圆细胞未分化为肝细胞。平 键等【 0】发现一贯煎可诱导大鼠骨髓间充质干细胞向 肝细胞样细胞分化,其机制与下调Wnt/B.catenin4 ̄号 通路有关。Ke等【 9]在骨髓间充质干细胞分化为肝细 胞过程中观察到Wnt.1和Wnt.5a的mRNA水平显著 低于第0,l7,11天,并且发现用Dkkl抑制Wnt.1信号 诱导骨髓间充质干细胞更早表达白蛋白,相反,上调 Wnt-1信号抑制骨髓间充质干细胞分化为肝细胞,都 证明了下调Wnt./p.catenin信号通路促进了骨髓间 充质干细胞向肝细胞分化 也有研究者在骨髓间充质 干细胞向软骨细胞分化过程中发.%Wnt/l ̄.catenin与 TGF-I ̄/Smad信号通路通过p.catenin存在交叉Lb川, Li等【5’ 证实了下调转化生长因子B通路有可能促进骨 髓间充质千细胞向肝细胞的分化。 、 2.4.3 p38信号通路Forte 发现肝细胞生长因 子通过p384 ̄号通路的参与促进间充质干细胞增殖, 通过PI3K信号通路促进其迁移;Wang等Lb刮研究证明 转化生长因子通过MEK,p38,PI.3K信号通路刺激 间充质干细胞产生肝细胞生长因子 杨超等【5 】通过加 > ̄p38信号转导通路抑制剂SB203580诱导骨髓间充 质干细胞向肝细胞分化,与正常诱导组相比 其可以 减少骨髓问充质干细胞分化为肝细胞的比侈n由此认 为丝裂原激活蛋白酶P38在损伤肝脏条件培养液中诱 导骨髓间充质干细胞分化为肝细胞过程中起重要作 用, 其可能机制为p38是骨髓间充质干细胞产生肝细 胞生长因子的重要通路,再由肝细胞生长因子刺激骨 髓间充质干细胞分化为肝细胞。 ’ 2.4,4 miR-122及钙离子的影响 miR 122是成熟肝 户O.Box 10002,Shenyang 110180 www.CRTER.org 谢捷才 等 骨髓闻充质干细泡诱导分化为盱细胞的力法及机钠研究与进震 一 珊伽 细胞特异性高表达的一种miRNA,在肝细胞生长、成 熟、分化、调节细胞代谢过程中发挥了重要作用L5副, Zeisel 56 研究发现miR.122在肝脏干细胞以及肝癌 细胞等分化不成熟的细胞中低表达,当诱导分化为成 熟细胞后,mjR_1 22表达显著升高;Cui 即J发现7种 异位表达的miRNA(miR.1246,miR.1290,miR-148a, miR.30a,miR-424,miR.542—5p,miR一1 22)过量表 达可以促进间充质干细胞分化为成熟的肝细胞。 Alizadeh 58】发现曲古霉素A可以促进脂肪来源间充 质干细胞向肝样细胞分化并提高miR.122的表达水平, 赵民学等【50 研究表明上调miR.122表达水平能促进骨 髓间充质干细胞向肝样细胞分化。 焦淑贤等 用钙离子拮抗剂尼莫地平对诱导分 化中的骨髓间充质干细胞进行干预,结果显示肝样分 化细胞较对照组明显减少,提示caZ+不仅参与了细胞 因子诱导骨髓间充质干细胞向肝样细胞的分化过程, 也影响了骨髓间充质干细胞的正常代谢,其可能的原 因是骨髓间充质干细胞的分化受到基质金属蛋白酶 及其抑制物的调节,而基质金属蛋白酶需要Ca 金属 离子作为辅助因子【 ’一。 。 3结论Conclusion 骨髓间充质干细胞诱导分化肝细胞为组织工程 提供足够的种子细胞来源,为细胞移植和人工肝治 疗重症肝病带来了曙光。虽然骨髓间充质干细胞分 化为肝细胞在动物肝脏疾病模型上进行移植取得了 一定的疗效,但是其真正应用于临床的路还很漫长, 许多问题还有待解决:①目前的研究尚未发现骨髓 间充质千细胞特异性的表面标志物,如何扩增骨髓 间充质干细胞的同时又能保持其良好的分化潜能; ②骨髓间充质干细胞诱导分化为肝细胞的机制研究 尚少,其具体的调控机制需要进一步的研究;通过 对机制的进一步研究找到更为安全有效的方法, 既 能控制骨髓问充质干细胞向肝细胞定向诱导分化又 能提高其向肝细胞的分化率;③骨髓间充质千细胞分 化的肝细胞移植入体内是否会导致肿瘤或肝纤维化 的发生等需要进一步的探讨。虽然骨髓间充质干细胞 分化为肝细胞运用于临床治疗各种终末期肝病的过 程困难重重,但是骨髓问充质千细胞是一种有着巨大 分化潜能和极具临床应用前景的干细胞,积极寻求骨 髓间充质干细胞的分离培养的最佳条件,提高肝细胞 的分化率、探讨其肝向诱导分化的分子机制和临床运 ISsN 2095-4344 cN 21—1 581,R coOEN:zLKHAH 用的安全性将成为下一步的工作重心。 考j f.构思设计综述为谢树才,资料收集为谢树 才,分析和并解析数据为谢树才、蒋锡丽,周帅及张剑权 负责文章修改。 益糯所有作者共同认可文章无相关利益冲突。 伦理 没有与相关伦理道德冲突的内容。 之孝查 文章出版前已经过CNKI反剽窃文献检测 系统进行3次查重。 营 密文章经国内小同行外审专家双盲外审,符 合本刊发稿宗旨。 考翩 第一作者对研究和撰写的论文中出现的不 端行为承担责任。论文中涉及的原始图片、数据(包括计算 机数据库)记录及样本已按照有关规定保存、分享和销毁, 可接受核查。 考 文章出版前杂志已与全体作者授权人签署 了版权相关协议。 4 参考文献 References 【1】 Gilchrist ES,Plevris JN.Bone mar、roW-derived stem cells in liver repa‘ir:1 0 years down the line.Liver , Transp1.2010;16(2):118-129. 【2】 Stieger B,Peters R,Sidler MA,et a1.Hepatocyte transplantation:potential of hepatocyte progenitor cells and bone marrow derived stem celIs.Swiss Med Wkly. 2007;1 37 Suppl 1 55:55S一59S. . 一 【3】Hong HS,Kim YH,Son丫Perspectives on mesenchymal stem ceIIs:tissue repai immunem1odulation,and tumor homing.Amh Pharm Res .201 2 35(2):201—211. ;. 、・ 【4】 IFriedenstein AJ,Cha!lakhyaq RK,Gerasimov UV. 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