成纤维细胞直接再编程为肝干细胞的实验研究

肝移植是终末期肝病唯一确定有效的治疗手段，然而供肝的严重短缺让肝细胞移植等辅助疗法显得愈加重要。寻找优质、充足的个体化"种子细胞"是细胞移植的关键。诱导多能干细胞（iPS）的飞速发展使个体化干细胞"定制"成为可能。我们课题组在过去四年中已成功建立人、大鼠、小鼠的iPS细胞诱导平台，并将它们定向分化到有功能的肝细胞。然从iPS细胞分化为肝细胞即使残存少量的iPS细胞都会导致细胞移植后产生畸胎瘤，而直接将体细胞再编程为具有肝系、胆系双向分化潜能的诱导肝干细胞能有效解决这一难题。本课题拟通过比较成纤维细胞、肝干细胞、iPS细胞之间的转录谱差异筛选出肝干细胞特异性转录因子，利用非整合性腺病毒载体将这些转录因子基因导入体细胞，启动再编程过程，进而在肝干细胞特定培养条件下筛选出具有定向分化潜能的肝干细胞，通过动物急性肝衰模型来评估诱导肝干细胞移植的疗效，以期为肝病细胞治疗提供更安全、便捷的种子细胞。

肝移植是终末期肝病唯一确定有效的治疗手段，然而供肝的严重短缺让肝细胞移植等辅助疗法显得愈加重要。寻找优质、充足的个体化“种子细胞”是细胞移植的关键。ES/iPS细胞具有定向分化为肝细胞的潜能，然分化得到的肝细胞即使残存少量的 ES/iPS 细胞都会导致细胞移植后产生畸胎瘤，而直接将体细胞再编程为具有肝系、胆系双向分化潜能的诱导肝干细胞能有效解决这一难题。本课题通过比较成纤维细胞、肝干细胞、 iPS 细胞之间的转录谱差异筛选出肝干细胞特异性转录因子HNF1、HNF4α、HNF3β及GATA4、GATA6、FOXA2、LGR5等，利用非整合性腺病毒载体将这些转录因子基因导入体细胞，同时结合多种小分子抑制剂的联合刺激，启动再编程过程，进而在肝干细胞特定培养条件下筛选出具有定向分化潜能的肝干细胞，随后通过动物急性肝衰模型来评估诱导肝干细胞移植的疗效。本课题组现已将成纤维细胞再编程为肝样细胞，这些细胞能够表达肝细胞相关的基因并具有一定成熟肝脏细胞功能。另外结合已有的iPS 细胞诱导建系平台，本课题组建立了一种利用小分子联合细胞因子将ES/iPS高效定向分化为肝细胞的实验方法，能够在体外快速获得足量用以进行个性化细胞替代治疗的种子细胞。. 通过本项目的实施，本课题组建立了一个安全、快速、高效、稳定的体细胞直接转分化或多能干细胞定向分化为肝细胞的技术平台。利用此平台可为将来肝脏病细胞治疗提供更安全、高质、足量的种子细胞，弥补了当前体外难以获得足够用于治疗的肝脏细胞的不足，加快了肝细胞移植进入临床应用阶段的步伐。