干细胞分化来源的肝星状细胞作为肝纤维化细胞模型的建立与研究

Liver fibrosis represents a process of excess accumulation of extracellular matrix mainly by human stellate cells (HSCs) activation with representing the central event during fibrogenesis, which could result in cirrhosis, liver failure and hepatocellular carcinoma. The main causes of liver fibrosis include chronic hepatitis (HBV and HCV), alcohol abuse and non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Recently, the HSCs models for liver fibrosis study are usually achived from purified primary HSCs and immortalized HSCs, such as LX-2. However, there are some limitations of these cells for fibrogenesis study. For the first time, we proposed the posibility of establishing hepatic stellate-like cells (iStellate) due to the development of stem cell differentiation technologies. Thus, the purpose of this project is to establish a method to generate iStellate via in vitro differentiation of human pluripotent stem cells (hES/iPSCs). Compared to other HSCs cell lines, iStellate has its own advantages. First of all, stem cells have self-proliferation quality, which can help us get enough cells for further study. In addition, iStellate cells from stem cell differentiation are quiescent HSCs which can be useful to study the mechnism of HSCs activation. In our priminary study, we have already established the iStellate cells, which still need to be confirmed what factors are key for iStellate differentiation. Our study will extend the understanding of fibrosis formation and progression, with the hope of facilating the precise development of new drug targets.

肝纤维化主要是由肝星状细（HSCs）激活释放胶原蛋白而致胞外基质（ECM）积累的过程，可进一步发展为肝硬化、肝衰竭甚至肝癌。其主要病因是由慢性乙型肝炎（CHB）、慢性丙型肝炎（CHC）、酒精性肝病及自身免疫性疾病等引起。目前，肝纤维化的细胞模型主要是来自于肝组织中分离以及利用细胞永生化技术建立的永生化HSCs细胞如LX-2。这些来源的细胞模型具有一定的局限性，因此建立新的HSCs细胞系很有必要。随着干细胞分化技术的发展，我们首次提出利用干细胞分化为HSCs细胞成为可能。因此，本课题的研究目的是建立基于胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞分化出肝样星状细胞（iStellate），以此建立研究肝纤维化的细胞模型。此模型可以解决原代HSCs细胞量少的问题；具有HSCs激活前的特性可以用来研究早期HSCs激活的机制。本课题前期工作已经初步分化出iStellate细胞，为后续继续研究提供平台

肝纤维化主要是由肝星状细（HSCs）激活释放胶原蛋白而致胞外基质（ECM）积累的过程，可进一步发展为肝硬化、肝衰竭甚至肝癌。其主要病因是由慢性乙型肝炎（CHB）、慢性丙型肝炎（CHC）、酒精性肝病及自身免疫性疾病等引起。目前，肝纤维化的细胞模型主要是来自于肝组织中分离以及利用细胞永生化技术建立的永生化HSCs细胞如LX-2。这些来源的细胞模型具有一定的局限性，因此建立新的HSCs细胞系很有必要。随着干细胞分化技术的发展，我们首次提出利用干细胞分化为HSCs细胞成为可能。因此，本课题的研究目的是建立基于胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞分化出肝样星状细胞（iStellate），以此建立研究肝纤维化的细胞模型。经过多次地探索，我们建立了分化肝星状细胞的分化方案，可以得到静息态的肝星状细胞。此细胞的特征与静息态星状细胞相似，经过TGFβ刺激后，分化星状细胞活化分泌胶原蛋白，表达平滑肌动蛋白等活化特征。当与肝细胞共培养后，肝毒性药物及肝炎病毒（如：HBV和HCV）的作用下，星状细胞明显活化，可以可好模拟肝纤维化的发生与发展。..此外，我们还发现了宿主母乳蛋白成分可以抑制HBV和SARS-CoV-2的复制机制，并鉴定了乳铁蛋白、粘蛋白1及乳白蛋白可以有效抑制病毒复制。进一步的机制研究发现，可通过阻断病毒与HSPG结合抑制病毒感染，还可抑制RdRp酶活性抑制病毒复制。我们还发现和鉴定了中药甘草成分有效抑制SARS-CoV-2感染和复制的作用和机制。同时，我们还发现了宿主干扰素刺激因子TRIM56作为干扰素抑制HBV复制的主要下游因子之一。机制研究发现，TRIM56通过其RING结构上的泛素化酶泛素化NK-КB通路，导致p65蛋白磷酸化，从而抑制HBV core启动子的转录。..总之，我们在基金的资助下建立了病毒感染及致病的细胞模型，为后续研究肝纤维化机制及抗纤维化药物筛选及评价提供基础。也发现了宿主分子抑制病毒的作用和机制，最后也鉴定了一些中药成分抑制病毒的作用和机制，为后续的药物研发提供基础。.