脂肪干细胞移植对肝损伤的修复作用

岳冒易综述，刘广益王巧稚审校

（四川医科大学组织胚胎学教研室，四川泸州646000）

脂肪干细胞移植对肝损伤的修复作用

岳冒易综述，刘广益王巧稚审校

（四川医科大学组织胚胎学教研室，四川泸州646000）

肝脏是人体重要的器官，多种因素可引起肝脏损伤。对严重的肝损伤临床常规治疗手段效果不佳。当肝病发展到终末期，肝移植是目前唯一确实有效的治疗手段，然而因供体的缺乏及存在免疫排斥反应而使其应用受到限制[1]。因此人们尝试以细胞移植治疗代替肝移植。脂肪干细胞（adiposederived stem cells,ADSCs）是成体间充质干细胞的一种，可向骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、心肌细胞和神经细胞等方向分化[2]。自被发现以来，ADSCs已用于多种疾病的治疗研究。并证实ADSCs移植对肝损伤性疾病有积极的治疗作用。本文就其治疗作用做一介绍。

1 ADSCs直接移植对肝损伤的治疗作用

大量研究已经证实ADSCs移植入肝损伤动物体内，具有改善肝功能、减轻肝脏病理损伤、减轻肝纤维化程度等治疗作用[3-4]。其治疗作用主要通过以下几个方面实现。

1.1 提高肝细胞存活率、促进再生、减少凋亡

Saito等[5]用ADSCs与肝细胞共培养，对肝细胞的存活率进行评估，证实通过共培养，ADSCs提高了肝细胞的存活率。Seki等[6]通过建立大鼠部分肝切除和缺血再灌注肝损伤模型，静脉移植ADSCs48 h后，对一系列肝再生指标进行了评估，包括肝再生率、有丝分裂指数、抗增殖细胞核抗原水平、肝再生相关蛋白的表达，结果证实ADSCs在体内也具有明显的促进肝细胞再生的作用。Tautenhahn等将ADSCs移植入急性肝衰竭大鼠，注射48 h后，肝功能明显好转、肝细胞凋亡率下降，增殖率提高[7]。

1.2 免疫调节与抑制肝内炎症反应，减少氧化应激

同骨髓间充质干细胞（BMSCs）类似，ADSCs也具有强大的免疫调节作用。在体外共培养实验中ADSCs能够抑制淋巴细胞的活化和分裂增殖[8]。主要包括抑制T淋巴细胞和B淋巴细胞活化，抑制NK细胞的增殖。这些作用主要通过接触抑制和分泌作用实现[4]。同时ADSCs能有效抑制肝内炎症反应。有学者在对ADSCs移植减轻肝缺血再灌注损伤的可能机制研究时发现，移植后肝内炎症因子的表达减少，抗炎因子的表达量上升，同时氧化应激明显减轻[9]。另有学者证实，当ADSCs移植入四氯化碳诱导的急性肝损伤大鼠体内后，一些具有调节免疫和抑制炎症反应作用的细胞因子表达量明显升高，如IL-6、IL-10、INF-γ[10]。Seki等[11]发现ADSCs移植后，与肝脏炎症细胞相关的抗原呈递基因以及与辅助性T淋巴细胞（Th cell）的活化相关基因下调，并与炎症细胞浸润的程度一致。这些研究说明，ADSCs移植后通过多种途径起到免疫调节和抑制炎症反应的作用。

1.3 抗纤维化作用

肝纤维化是各种慢性肝损伤的常见病理过程，发展到晚期将导致不可逆的肝硬化。ADSCs移植入肝纤维化动物体内，能改善肝功能，减轻纤维化程度，改善与纤维化相关的血清学指标[3,12]。这些作用可能与抑制肝星状细胞（hepatic stellate cell, HSC）增殖与活化、促进已活化的HSCs凋亡、促进基质纤维和胶原的降解有关[12-13]。尽管有一些研究认为移植后的间充质干细胞能在肝内分化为肝星状细胞和肌成纤维细胞，反而进一步加重肝纤维化程度[14]。但这些文章主要是以BMSCs为研究对象，目前尚未见对ADSCs的相关报道。即便是在BMSCs的研究中，也有学者认为，因为间充质干细胞（MSCs）本身就表达α平滑肌肌动蛋白（α-SMA），而又以α-SMA作为评价纤维化的指标而得出的促进肝纤维化的结论不够准确，同时使用密度梯度离心法得到的BMSCs中可能混杂有造血干细胞，也可能导致实验结果不准确[15]。所以从目前来看，ADSCs移植确有改善肝功能减轻纤维化程度的作用。

1.4 分化为肝细胞，补充肝细胞数量

未分化的ADSCs能表达一些肝细胞发育早期的基因如CK18、CK19、甲胎蛋白（AFP）、肝细胞核因子-4（HNF4），甚至包括白蛋白（Alb）等成熟肝细胞表达的基因，只是不具有肝细胞功能[16]。因此有学者认为ADSCs可在肝内损伤微环境的诱导下分化为肝细胞[1]。但直接移植的ADSCs在肝内是否能分化为肝细胞，目前尚存在争议。而且潜在肝内诱导分化机制也尚不清楚，可能与损伤肝脏一些信号分子的释放和局部血流的改变有关[4]。所以ADSCs是否能在肝内自行分化，以及肝损伤微环境在其中所起的作用还需要进一步的研究证实。不过肝内损伤环境有利于移植的ADSCs向肝内迁移并定植于肝脏却是可以肯定的[17]。

2 分化后ADSCs移植治疗肝损伤

真正能用于代替成熟肝细胞的细胞，不仅仅表达肝细胞特异性的标志物，还应具有与肝细胞相当的生物学功能。与单纯的ADSCs移植相比，经体外诱导后的ADSCs移植在肝细胞替代治疗方面可能具有更好的应用前景。2005年Seo等[18]首次报道ADSCs能在体外分化为肝细胞样细胞（hepatocytelike cells,HLCs）。这是一种具有肝样细胞形态，且能表达肝细胞特异性的标记物，如白蛋白（Alb）、细胞角蛋白（CK）、细胞色素P450等的细胞。同时具有一定的肝细胞功能，如能分泌白蛋白、生成尿素等，但又未达到成熟肝细胞的标准[4]。通过向培养体系中加入某些诱导因子（如HGF、OSM、DMSO、EGF、TGF-β、bFGF、IGF、DEX、NTA等）可实现这一诱导过程，并且分化率较早年有所提高[19]。另外向肝诱导培养体系中添加活化素A可有效缩短诱导时间[20]；模拟肝胚发育的分步诱导法可得到成熟度相对较高的HLCs[21]。而通过改变ADSCs表观遗传修饰的方法也可促进其向肝细胞的分化，例如：Seeliger等先以5-氮胞苷（DNA甲基转移酶抑制剂）抑制DNA乙酰化，然后再经肝细胞诱导培养基诱导ADSCs分化，得到了尿素代谢能力与新分离的肝细胞相当的分化细胞[22]。可见通过体外诱导，目前已经可以得到一定成熟度的HLCs。而移植HLCs无论是在改善肝功能还是在肝内的定植率和存活率方面，都优于直接移植ADSCs[23]。

3 ADSCs旁分泌的重要作用

除分化为肝细胞补充受损肝脏细胞数量以外，上述的治疗作用很大程度上都依靠ADSCs的旁分泌作用实现，甚至被认为是目前ADSCs移植对肝损伤治疗的主要作用[7,24]。通过注射间充质干细胞的条件培养基，肝损伤动物肝功能得到明显恢复，使人们认识到旁分泌在肝损伤治疗中的作用[25]。ADSCs具有比MBSCs更为强大的分泌作用，能分泌多种细胞因子和生长因子，包括：IL-6、IL-8、IL-10、HGF、VEGF、TGF-β、PEG-2、IDO、NO、HO-1等[26]。在这些因子中，HGF、VEGF、IL-6可能在肝损伤的治疗中起着相对重要作用。例如，研究较多的HGF具有保护肝细胞、促进肝细胞再生、促进ADSCs向肝细胞分化、抗纤维化等多种作用[27]。通过增加ADSCs对HGF的表达量，能明显提高ADSCs在肝损伤和肝纤维化中的治疗作用[13,28]。而VEGF则被证实具有促进血管新生、抑制内皮细胞凋亡等作用，通过改善微循环，起到促进肝脏再生的作用[29]。IL-6作为一种炎症因子，同时也具有抗炎的作用，能够抑制肝细胞的凋亡和坏死，并且促进干细胞增殖，抑制干细胞分化，具有保持干细胞特性的作用[30]。可见移植后的ADSCs通过分泌多种细胞因子和生长因子，对肝损伤的免疫调节、抑制炎症反应、减少氧化应激损伤、支持肝细胞功能、促进肝细胞再生、抑制肝细胞凋亡、抗纤维化等多种治疗效应都起着复杂的生物学作用，其具体的作用机制尚需进一步的研究。

4 总结

ADSCs通过分化为具有一定肝细胞功能的细胞，在体内能发挥补充肝细胞数量，改善肝功能的作用。同时因ADSCs的免疫调节和抑制炎症反应作用，以及分泌的一些细胞因子如VEGF而具有改善肝内微循环的作用。通过这些作用能改善肝损伤局部缺氧及炎性的微环境，这不仅改善了肝细胞的生存环境，也有利于移植的ADSCs在肝内的定植与存活。另外，定植入肝脏的ADSCs通过旁分泌的生长因子和细胞因子作用于肝细胞，可保护肝细胞，促进增殖、抑制凋亡。通过这三个方面治疗效应，实现对肝损伤的综合治疗作用。

虽然ADSCs移植对肝损伤性疾病具有积极的治疗作用，但是也还存在着很多不足。如：移植后的存活率不高；体外诱导分化的HLCs功能还不足以与成熟肝细胞相比，不能替代肝移植；旁分泌的各种因子单独或联合作用的具体机制不够清楚，不足以指导临床用药治疗肝损伤。不过人们正在为解决这些问题不断探索。比如在诱导ADSCs向肝细胞分化方面，通过不断改进诱导体系、选择纯度高的ADSCs、体外三维培养、microRNA调控等方法，在诱导的效率和诱导后细胞的成熟度方面均有进步。而许多研究也证实，通过缺氧预处理、药物预处理、基因改造等方法，可有效的增强MSCs抗凋亡和抵抗移植后恶劣环境的能力，有效提高MSCs移植后存活率。所以，我们有理由相信，也许在不远的将来，上述的一些困难可能被克服。另外ADSCs较其他干细胞具有来源广泛，易获取，能从自体取材，不受伦理学限制，卓越的分泌功能等优点。并且目前未见类似于一些其他类干细胞移植后的成瘤性报道[31]。同时许多研究也证实ADSCs是一种良好的基因载体，能使外源性基因长期稳定表达，可应用于基因治疗。随着研究的深入，脂肪干细胞有望成为治疗肝损伤替代原位肝移植的一种重要手段。

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（2015-06-29收稿）

R657.3

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.06.023

岳冒易（1987-），男，研究生在读。E-mail:759840575@qq.com