干细胞在肝硬化的临床研究现状

钟志宏，戴 东

（广东医学院附属医院 肝胆外科，广东 湛江524001）

干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。由于胚胎干细胞的多功能性，能够分化成任何一种细胞类型（除原生殖细胞），它在再生治疗领域的吸引力引人注目。然而，进行胚胎干细胞研究就必须破坏胚胎，而胚胎是人尚未成形时在子宫的生命形式。目前，胚胎干细胞的研究仍然备受伦理、道德、法律的问题困扰。骨髓干细胞主要有两大类，包括造血干细胞HSC及间充质干细胞MSC。HSC移植治疗血液系统及其他系统等均取得令人瞩目的进展，同时也为其他类型成体干细胞的研究和应用奠定了坚实的基础。MSC能够分化为肝细胞，参与肝脏的损伤修复，改善肝功能。在20世纪50年代末，Farber、Wilson等［1，2］相继提出了肝卵圆细胞及肝干细胞的概念，在肝脏损伤修复中起到增殖修复作用。

1 间充质干细胞在肝硬化的再生修复机制

目前我国的肝硬化由肝炎后肝硬化为主，肝脏病变如反复持续发展，可在肝小叶内形成纤维隔、再生结节而形成肝硬化。各种病因均可引起肝脏的持续损伤，这些损伤的关键作用被归因于肝星状细胞激活，基质金属蛋白酶组织抑制因子TIMPs生成增加，基质金属蛋白酶 MMP合成减少，TIMP／MMP平衡被打破。研究者［3，4］发现，间充质干细胞在肝纤维化、肝硬化具有再生修复作用。具体的再生修复机制尚不明确。间充质干细胞与肝星状细胞是相互影响的。国内外研究者［5－7］发现，全面激活的肝星状细胞可以通过造血干细胞旁分泌的Hh信号转导通路调解MSCs增殖与分化的能力。与MSCs共培养的HSC－T6或者Kupffer细胞激活的HSCs诱导间充质细胞转化为肝细胞样细胞，由肝细胞样细胞表达白蛋白占78.3%，而AFP，CK18等也表达升高。此外，他们还发现静态或培养激活的肝星状细胞没有发挥MSCs分化的能力。Lee KD等［8］人通过用肝细胞生长因子和抑瘤素M诱导体外实验发现相同的结论。Lin Nan等［9］人利用大鼠干细胞移植，通过与对照组比较，肝组织羟脯氨酸含量明显减少和肝星状细胞凋亡数目明显增加，发现MSCs能诱导肝星状细胞凋亡。对于肝脏损伤来说，肝细胞的复制是肝脏修复与再生最快、最有效的方法。Xiao－Lei Sh等人［10］通过猪急性肝损伤模型中，从门静脉注入间充质干细胞，发现MSCs分化为成纤维细胞，表达不同表达不同的细胞表面标志，包括CD29，CD44，CD45和CD90等。在促炎症状态，他们可能会优先分化成成纤维细胞。Nelson Fausto［11］发现，内生源性肝干细胞（卵圆细胞）起着调和修复作用，认为，卵圆细胞不足的时候，MSCs才会向肝细胞衍生而发挥作用。

2 干细胞向肝脏迁移

MSCs衍生为肝细胞样细胞主要受SDF－1／CXCR4轴调节，在肝脏胆管上皮细胞表达SDF－1。CXCR4，作为SDF－1的受体对于迁移、归巢和HSCs生存有重大意义。研究发现［12］，对于慢性肝损伤，SDF－1在肝脏的表达增加，而外周血CD34＋细胞增加，沿着SDF－1浓度梯度迁移。Orit Kollet等［13］发现把MSCs移植到胆管周围时，通过胆管上皮细胞表达的SDF－1，向能产生白蛋白的细胞分化。炎症导致SDF－1的水平升高与肝损伤引起的MMP－9活性，增加了CXCR4的表达和SDF－1介导的肝脏HSCs的归巢。另外由于肝损伤引起肝细胞生长因子的分泌，促进CD34＋、CXCR4的上调，与SDF－1介导的定向迁移和干细胞因子协同作用。Pulavendran S等［14］在 MSC和肝细胞生长因子－CNP治疗组的组合中发现，Alb、CK18和CK19升高，可能是一种有效的组合来重新补充在肝硬化中的肝实质细胞。Sadia Mohsin等［15］通过肝损伤肝纤维化模型发现，MSCs与表达 CD44、CD90、CD105、CD45、CD34的57BL／6野生型老鼠相关，通过预处理的动物模型CK8、18，白蛋白、Bcl－xl表达增加，而 HGF、Bax、Caspase－3表达下降，通过预处理促进MSCs在肝纤维化中的归巢及分化，从而治疗肝纤维化。

3 MSCs通过融合还是分化？

从一个组织类型的干细胞通过移植后形成其他组织类型，这可能是由于供体中存在成体干细胞或者是供体与宿主细胞融合。Vassilopoulos G等人［16］通过把FAH＋／＋移植到FAH基因突变小鼠模型（FAH－／－）后发现，肝功能正常，并形成再生肝结节，与正常组织学一样表达FAH基因。更进一步发现，这些肝结节既表达宿主基因又有供体基因，通过宿主与供体基因融合形成多倍体基因组。而Newsome PN 等 人［17］通 过 把 人 脐 带 血 注 入 到NOD－SCID小鼠模型中发现，干细胞有能力移植到NOD－SCID模型肝中并转分化为成熟的肝细胞，并且找不到小鼠肝细胞融合的证据。几个研究表明，融合与转分化都是极其罕见的事件，至于向哪边发展，可能与模型有关。

4 干细胞移植灌注的途经差异

MSCs通过门静脉、肝动脉或其他外周静脉灌注，有何差异？Terai S等人［18］通过在肝硬化患者的外周静脉灌注骨髓干细胞发现，血浆白蛋白水平与总蛋白都得到升高，Child－Pugh分得到改善，在肝脏活组织切片中AFP和增殖细胞核抗原PCNA表达提高。而一些研究显示［4，19－20］，通过肝动脉和门静脉灌注骨髓干细胞，G－CSF动员骨髓干细胞的迁移与分化，使血浆胆红素及白蛋白的增加，肝功能得到有效的改善。这提示干细胞移植灌注的途径可能并不重要。

5 干细胞移植在临床状况

骨髓干细胞可以衍生为肝细胞，这在动物实验中已经得到证实。Theise等人［21］在人类性别不匹配的骨髓（供者为男性，受者为女性）或肝脏（供者为女性，受者为男性）移植病例中，对肝活体组织切片样品进行了分析，5%至40%的肝细胞含有Y染色体，而胆管细胞中有4%至38%。在丙肝胆汁淤积性肝纤维化中，发现64%的肝细胞为骨髓衍生。在人体中，肝脏损伤后，肝实质细胞也许可以通过骨髓干细胞衍生来补充。

6 干细胞移植存在的问题

相关研究资料显示，骨髓干细胞在肝损伤的移植后，肝功能能得到有效的改善。而Dalakas E等人［22］通过对酒精性肝炎患者其中男性患者接受女性肝脏移植后发生酒精性肝硬化的肝活体组织切片，利用原位杂交与免疫荧光分析，来自骨髓衍生的肝脏成纤维细胞占7.9%－26.8%，在跨性别与酒精性肝炎的肝移植中，5.025%的成纤维细胞的CD34染色显示CD34（＋），这提示骨髓干细胞促进肝脏纤维化。而最近国外研究者Sayaka Sekiya等［23］发现，通过筛选12种候选因子，鉴定出两种转录因子的3种特定的组合，由Hnf4α加上Foxa1，Foxa2或Foxa3组成，它们能在体外将成纤维细胞转化为非常类似于肝细胞的细胞。这提示，在骨髓干细胞移植后，是否存在一种先由骨髓干细胞衍生为成纤维细胞，再通过特定的转录因子把成纤维细胞转化为干细胞？肝硬化作为是各种慢性进行性肝病的终末期表现，是目前仍是基础及临床研究难题。肝移植作为一种最有效的治疗手段，却有它的局限性。干细胞移植在肝脏损伤动物模型实验中得到广泛的尝试。

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［23］Sayaka Sekiya，Atsushi Suzuki.Direct conversion of mouse fibroblasts to hepatocyte－like cells by defined factors［J］.Nature，2011，475（7356）：390.