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肝细胞在体外很难扩增 。 一些研究表明 ， 含有生长因子或Wnt配体的化学混合物可以通过去分化支持肝细胞的长期扩增 。 然而 ， 培养条件复杂 ， 很少报道具有完全分化能力的肝祖细胞的克隆扩增 。
2022年11月29日 ， 上海科技大学谢欣团队在Nature Communications 发表题为“IL6 supports long-term expansion of hepatocytes in vitro”的研究论文 ， 该研究发现IL6与EGF和HGF相结合 ， 促进长期扩增（~150天内>30代 ， 理论扩增~1035倍）的体外小鼠原代肝细胞 。
在简单的2D培养中 ， 通过将肝细胞转化为诱导肝祖细胞（iHPCs） ， 其维持分化为肝细胞的能力 。 IL6还支持建立单个肝细胞衍生的iHPC克隆 。 下游STAT3 ， ERK和AKT途径的总和诱导了许多支持快速增长的转录因子 。 这种简单的方法可以为培养以前难以培养的细胞类型提供思路 ， 并支持其未来的应用 。
肝脏是哺乳动物的主要代谢器官 。 在体内平衡期间 ， 肝细胞通常具有较低的周转率 。 然而 ， 肝脏在化学、病毒或机械损伤后表现出强大的再生 ， 这归因于肝细胞的立即增殖 。 小鼠进行2/3部分肝切除术（PHX）后 ， 剩余肝脏只需1周即可再生到原始大小 。 与体内强大的增殖能力相比 ， 成体肝细胞已被证明极难培养和扩增而不会在体外失去其肝脏特性 。 由于原代肝细胞在药物毒性和代谢评价中的广泛应用 ， 以及肝细胞疗法在肝病中的潜在应用 ， 确定体外扩增肝细胞的方法是一项紧迫的任务 。 据报道 ， 肝损伤后的肝细胞补充是通过肝细胞和导管样祖细胞之间的可逆过渡发生的 。 2017年 ， 两项研究根据这一祖细胞思想开辟了肝细胞培养的新维度 。 有人报道 ， 小分子A-83-01（TGF-β信号传导抑制剂）、Y27632（ROCK激酶抑制剂）和CHIR99021（典型Wnt通路激活剂）的混合物可以将大鼠和小鼠肝细胞转化为具有高增殖能力的肝祖细胞（HPC） 。 另一项研究表明 ， 五种分子A-83-01 ， Y27632 ， CHIR99021 ， S1P（鞘氨醇-1-磷酸）和LPA（溶血磷脂酸）的组合可以通过促进肝细胞和HPC之间的可逆过渡在体外扩增小鼠肝细胞 。 有趣的是 ， 一项研究报告了TNFα（肝脏再生中重要的炎性细胞因子）的组合、A-83-01、Y27632和CHIR99021可促进3D培养中小鼠肝细胞增殖 。 之后 ， 已经报道了一种通过在低氧条件下使用Wnt3a蛋白与A-83-01和Y27632来实现人肝细胞大规模扩增的方案 。 最近 ， 更多的研究报告了在2D或3D条件下使用化学物质与生长因子或条件培养基结合使用的人胎儿或成人肝细胞的培养 。 这些条件都涉及使用体内不存在的化学品 ， 并且仅见于具有完全分化能力的单个肝/肝细胞祖细胞的克隆扩增 。 有没有一种更生理和更简单的方法可以支持肝细胞的克隆扩增？在部分肝切除术模型中 ， 许多信号分子 ， 包括EGF ， HGF ， IL6 ， TNFα ， 胰岛素 ， 胆汁酸 ， 瘦素等 ， 在手术后血液中迅速增加 。 IL6是一种在炎症中广泛研究的细胞因子 ， IL6在肝脏再生中也起着核心作用 。 肝部分切除术后 ， 库普弗细胞和肝细胞迅速产生IL6 。 在IL6基因敲除小鼠中 ， 肝部分切除术后肝脏再生延迟伴有肝坏死增加 ， 可以通过IL6治疗进行纠正 。 IL6敲除增加CCl后肝细胞凋亡治疗 ， 而IL6预处理可减少肝损伤并加速再生 。 在IL6受体缺陷小鼠中也观察到了类似的现象 。 尽管许多证据支持IL6促进体内肝脏再生 ， 但它是否可用于支持体外肝细胞的长期扩张仍不清楚 。 在这里 ， 研究报道IL6可以促进长期扩增（~150天内>30代 ， 理论扩增~1035倍）的体外小鼠原代肝细胞 ， 通过将肝细胞转化为诱导肝祖细胞（iHPCs） ， 其维持分化为肝细胞的能力 。 IL6还支持建立单个肝细胞衍生的iHPC克隆 。 从这些iHPC分化的肝细胞可以很容易地移植和重新填充Fah?/? 的整个肝脏小 鼠 。 进一步的研究表明 ， IL6主要促进二倍体肝细胞的增殖 。 许多转录因子 ， 包括Barx2 ， FoxM1 ， Elf3和Mxd3 ， 在IL6诱导的肝细胞增殖中起关键作用 。
【Nature子刊│发现IL6支持肝细胞在体外的长期扩增】IL6在体外促进原代肝细胞扩增（图源自Nature Communications ）总之 ， IL6与EGF和HGF联合使用可以将原代肝细胞重新编程为iHPCs以进行长期扩增 ， 而不会失去体外成熟能力 。 IL6-iMHs在基因表达谱和功能上都类似于原代肝细胞 ， 并且可以重新填充几乎整个Fah?/? 肝脏老鼠并拯救它们 。 这种在体外扩增原代肝细胞的生理和简单方法可能为培养以前难以培养的细胞类型提供新思路 ， 并支持其在再生医学中的应用 。 参考消息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-35167-8
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