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我國是世界肝病大國，有接近4億的肝病患者，多種致病因素引起的急慢性肝衰竭是死亡率最高的消化系統疾病，嚴重危害國民健康。目前，原位肝臟移植是唯一有效的治療手段。然而，由於供體短缺和免疫排斥等問題，絕大多數肝衰竭患者無法得到及時有效的治療。近年基礎與臨床研究表明，肝細胞移植是治療急慢性肝衰竭的有效方法。但是，人類肝細胞無法在體外培養和擴增，如何突破這一難題是實現肝細胞在臨床應用的關鍵。
10月25日，Cell Research在線發表了上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院鄢和新教授、第二軍醫大學東方肝臟外科醫院王紅陽院士和同濟大學附屬東方醫院何志穎教授聯合研究團隊題為Expansion and differentiation of human hepatocyte-derived liver progenitor-like cells and their use for the study of hepatotropic pathogens的最新研究成果，
該工作首次實現體外人類原代肝細胞向肝前體樣細胞的可逆轉化和擴增，開創了肝病研究與治療的全新細胞來源。 當肝臟暴露於多種代謝、毒性和炎症損傷刺激下可產生系統性反應，導致肝臟細胞整體損傷和自我更新能力受損【1】。在這種情況下，一群肝前體樣細胞會迅速出現並快速擴增，幫助實現肝臟再生。然而，這些肝前體樣細胞的來源尚不十分清楚【2】。Tarlow等人報道了人肝細胞和小鼠肝細胞在體內可轉化為膽管樣前體細胞來逃避損傷，這些細胞在損傷因素減輕後又可重新分化為肝細胞來修復肝臟【3】。另一方面，Lu和Raven等人證明了膽管細胞也可轉化為兼性肝前體細胞【4, 5】。這些結果提示肝細胞和膽管細胞都可能成為肝損傷時修復肝細胞的細胞來源【6】。
因此，在體外從肝細胞或膽管細胞中培養出人類肝臟前體細胞將具有重要意義，這不僅有助於提高對肝前體細胞起源和重編程機制的認識，而且為功能性肝細胞的體外獲得提供了新的細胞來源，具有極其重要的臨床研究和應用價值。2017年，鄢和新教授/王紅陽院士團隊和日本科學家團隊獨立開發出體外小分子重編程培養體系，將鼠類肝細胞轉化為肝前體樣細胞並實現大量擴增
【7, 8】，這一工作首次在體外重現了Tarlow等人的體內實驗發現【3】。但是日本科學家團隊的培養體系，在當時無法實現人類肝細胞的轉化與擴增【7】。鄢和新教授/王紅陽院士團隊最新的研究成果報道了在改良的小分子重編程培養體系中可實現人類原代肝細胞向肝前體樣細胞的轉化和擴增，並且這種無任何外源基因導入的原代肝細胞來源的肝前體樣細胞（Hepatocyte-derived liver progenitor-like cells，HepLPCs）能快速分化為功能性肝細胞，實現“Hepatocyte-HepLPCs”之間的可逆轉化。研究還發現SIRT1介導的表觀調控在肝細胞向肝前體樣細胞的可逆轉化和擴增中發揮重要作用。
人類原代肝細胞與肝前體樣細胞可逆轉化示意圖
在應用方面，將誘導分化的HepLPCs移植入FAH基因缺陷聯合免疫缺陷小鼠後，細胞可定植於肝臟並重建受損肝臟，小鼠血液中可檢測到人特異性ALB和AAT（肝實質細胞的marker）分泌，從而首次實現了人肝細胞體外擴增後治療代謝性肝病，這也使得人們長期嚮往的肝病自體或異體肝細胞移植治療或將成為可能。此外，HepLPCs在體外三維培養形成的類器官樣組織球還可用於HBV感染與藥篩研究，並驗證了CRISPR/Cas9技術在HBV感染治療中的潛在價值。
鄢和新教授早在2010年博後期間開始探索肝細胞體外培養體系，經過近10年努力形成了系列性工作，據瞭解，該團隊更多精彩成果將陸續發表。
博士研究生傅恭博、碩士研究生黃偉健、曾敏和周徐為本文共同第一作者，鄢和新教授、王紅陽院士、何志穎教授和翟博主任醫師為本文共同通訊作者。
參考文獻
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2. Michalopoulos GK, Khan Z. Liver Stem Cells: Experimental Findings and Implications for Human Liver Disease. Gastroenterology 2015; 149:876-882.
3. Tarlow BD, Pelz C, Naugler WE et al. Bipotential adult liver progenitors are derived from chronically injured mature hepatocytes. Cell Stem Cell 2014; 15:605-618.
4. Lu WY, Bird TG, Boulter L et al. Hepatic progenitor cells of biliary origin with liver repopulation capacity. Nat Cell Biol 2015; 17:971-983.
5. Raven A, Lu WY, Man TY et al. Cholangiocytes act as facultative liver stem cells during impaired hepatocyte regeneration. Nature 2017; 547:350-354.
6. Alison MR. Cholangiocytes: No Longer Cinderellas to the Hepatic Regenerative Response. Cell Stem Cell 2017; 21:159-160.
7. Katsuda T, Kawamata M, Hagiwara K et al. Conversion of Terminally Committed Hepatocytes to Culturable Bipotent Progenitor Cells with Regenerative Capacity. Cell Stem Cell 2017; 20:41-55.
8. Wu H, Zhou X, Fu GB et al. Reversible transition between hepatocytes and liver progenitors for in vitro hepatocyte expansion. Cell Res 2017; 27:709-712.
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