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人类胆管上皮细胞具有强大的再生潜力,能够修复动物模型的受损胆道功能

胆管疾病通常是进行性,并导致终末期肝病,肝移植是终末期肝病唯一有效治疗方法。基于干细胞、胆管类器官和生物工程胆道支架是未来的治疗手段。保持胆道系统的完整性可保护肝组织免受胆汁毒性影响。EpCAM+祖细胞样细胞具有分化为胆管细胞及肝细胞的潜能,在胆管受伤后被激活,参与胆管再生过程。

目前有诸多关于EpCAM+胆道上皮细胞(Biliary epithelial cells,BECs)治疗胆道损伤和纤维化的研究,有望用于替代器官移植。寻找具有更高再生潜力及恢复胆道结构和功能能力的EpCAM+ BEC亚群对提高临床疗效至关重要。
最近的《Cell Stem Cell》杂志中,爱丁堡大学再生医学中心Hallett等人发现人类EpCAM+CD133+ BEC (hBEC) 具有很强的再生潜力,在动物模型中有极强修复受损胆道功能的能力。
原代BEC细胞是从死亡器官捐献者的废弃肝脏中分离出来的。这些肝脏由于采集过程的原因无法用于移植,或由于临床评估后过度脂肪变性或纤维化而被视为不合适。通过油红O染色确定中性甘油三酯和脂质水平,将肝脏分为健康或脂肪变性肝脏(图1)。
详细转录组分析证明来自健康肝脏的EpCAM+CD133+ hBEC亚群有更强的祖细胞样表型,参与增殖、组织修复及再生的基因表达更强,且炎症及趋化因子相关的基因表达低。在体外细胞培养试验中EpCAM+CD133+ hBEC可在多次传代中保持表型,具有更高的集落形成效率及存活能力。作者还发现EpCAM+CD133+ hBEC细胞在脂肪肝中含量高,表明不适合移植的脂肪肝可作为细胞来源。

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接下来,Hallett等人利用免疫缺陷小鼠模型研究BECs的再生潜力。在Keratin-19+胆管细胞中条件性缺失Mdm2的免疫缺陷小鼠模型的特点是p53及p21高表达,导致细胞周期停滞和衰老。给予3,5-二乙氧基羰基-1,4-二氢可力丁(DDC)后,小鼠出现胆道损伤及肝纤维化。将hBEC细胞移植至这些动物体内可解决胆道狭窄和纤维化。在胆道附近移植hBEC后,肝生化功能及存活率均改善。此外,作者还在缺血再灌注损伤小鼠模型中证实了移植的hBEC体内再生能力(图3)。

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最后,Hallett等人还按照GMP标准建立了从人肝脏中分离及培养hBECs的标准自动化程序。重要的是,这种方法可成功地应用于经长期冷冻储存后的废弃肝脏组织。此外,作者还开发了CD133+ hBEC在三维支架中的培养方法(图 4)。

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这项研究有巨大的临床应用前景。将来的工作是进一步优化培养条件,延长细胞的体外扩增能力。