Wnt/β-catenin/Tfcp2l1维持肝干细胞自我更新的分子机制研究

Liver transplantation is currently the only effective treatment of end-stage liver disease, though limited by donor organ availability. Stem cell-based therapies have encouraging therapeutic potential to solve these shortcomings. Liver stem cells (LSCs) that has the capacity to differentiate into parenchymal hepatocytes or into cholangiocytes, as well as the potential of self-renewal, will be an optimal candidate as the seed cells of cell-based therapies. However, the current method that efficient amplification of LSCs is unsatisfactory. Our previously study proved that Wnt/β-catenin signal pathway could maintain self-renewal of mESCs by downstream genes Tfcp2l1（stem cell reports 2015 ）. We also found CHIR, an activator of Wnt/β-catenin signal pathway, can promote the proliferation of LSCs without differentiation, suggesting that this pathway may also be the key to maintaining self-renewal of LSC. Therefore, this project will be based on the above to investigate the relationship between Wnt/β-catenin/Tfcp2l1 signaling pathway and LSCs self-renewal. In addition, URG mouse model will be used to estimate the ability of repair liver injury of LSCs. This project may not only provide a useful tools to study liver development, also can optimize the amplification system of LSCs and shed light in studying the therapy potential of LSCs

肝移植是目前治疗终末期肝病唯一确定有效手段，然而供肝严重短缺让细胞移植等替代治疗显得愈加重要。具有双向分化潜能和自我更新特性的肝干细胞（LSC）为细胞移植提供了绝佳的“种子细胞”，但目前体外却难对其高效扩增，阐明其自我更新机制将有望解决此难题。前期我们发现Wnt/β-catenin通路是通过下游关键因子Tfcp2l1维持胚胎干细胞自我更新（stem cell reports 2015）,进而发现该通路的激活剂CHIR同样能够维持LSC的干性，提示该通路亦可能是LSC维持自我更新的关键。故本研究拟在既往研究基础上，探讨Tfcp2l1在维持LSC自我更新中的作用及分子机制，通过URG小鼠评估LSC在体修复肝脏的能力。本研究顺利实施不仅有助于更深刻的理解肝脏发育，也为优化肝干细胞高效体外扩增体系，推进肝干细胞移植在肝病治疗中的应用提供理论基础。

本项目总体执行顺利，实施期间研究进度按项目计划书有序进行，着重探讨了Wnt/β-catenin信号通路在肝干细胞体外扩增培养及自我更新中的作用和具体机制，探讨了Tfcp2l1在肝干细胞自我更新中的作用，为优化和完善肝干细胞体外扩增条件及转化应用提供了理论基础。此外，项目还探讨了Tfcp2l1在肝癌干细胞自我更新中的作用，并通过体内和体外实验验证了该基因的具体功能。项目实施过程中，本团队还在肝纤维化过程中肝干细胞的来源及天然免疫通路在肝细胞脂质代谢方面进行了初步探讨。.本项目如期完成研究目标，通过体内和体外实验验证了Tfcp2l1在肝干细胞中的重要作用，利用慢病毒过表达、敲低、荧光素酶报告等实验证明了Tfcp2l1分子可能通过调控多能性基因NANOG的表达来发挥作用，进一步研究发现Tfcp2l1分子在肝癌干细胞的自我更新中亦有类似的作用。利用 Schördinger 软件预测分析，在SPECS小分子库（20万+）中筛选了Tfcp2l1蛋白的特异性抑制剂Ti3，并结合体内外实验验证了该小分子化合物的功能。本项目的顺利实施为肝干细胞的自我更新机制及其体外规模化培养提供了有力的理论支撑，也为肝干细胞将来的转化应用提供理论依据。.依托本项目，项目研究成员在Autophagy、Molecular Immunology、Cell Death Discovery等杂志上发表相关SCI论文3篇（已标注），另有一篇相关论文正在投稿中（The Journal for ImmunoTherapy of Cancer已修回），工作进展顺利。项目研究组成员申请发明专利2项。此外尚有部分研究结果正在整理当中，待相关验证工作完成之后，预计可发表SCI论文1-2篇。