3 肝干细胞与肝再生

3.1 肝干细胞的增殖分化 在对肝细胞损害的反应中, 肝脏启动一种免疫应答机制^[44-46], 分泌一系列复杂的细胞因子和化学增活素, 这些信号将促进Kupffer细胞和星状细胞浸润到损害区.肝干细胞可能通过诱导趋化因子如干细胞因子(stem cell factor, SCF)^[47-48], 从骨髓中募集而来.肝干细胞迁移到肝脏并且通过Hering管浸润到肝小叶. 此外, 肝内定居的原始细胞可能是肝干细胞的另一来源. Kupffer细胞和星状细胞释放一系列细胞因子, 包括EGF^[49], aFGF, TGF-α、HGF和TNF, 刺激卵圆细胞的增殖、分化^[50], 参与肝损伤的修复及肝细胞再生. 最后, Kupffer细胞和星状细胞释放的TGF-α触发卵圆细胞的凋亡机制^[51-53], 并且最终导致卵圆细胞介导的肝再生停止. 这样, Kupffer细胞、星状细胞和卵圆细胞释放的细胞因子协同作用, 调控卵圆细胞的增殖和肝实质的重构.

3.2 肝损伤诱导肝干细胞增殖分化 不论肝干细胞来源如何, 有一点已证实, 肝干细胞的增殖发生在肝细胞的增殖能力和功能受到损害时侯^[54-56].他们增殖并迁移到损坏的肝小叶替代损失的实质. 在包括HBV/HCV感染^[57-58]、药物和酒精性肝病^[16,59-61]等病理过程中, 均可见到卵圆细胞的出现. 对调控这一过程的因子和激活卵圆细胞机制的阐明, 将有助于理解卵圆细胞的生物功能, 并且了解骨髓来源干细胞和卵圆细胞之间的联系, 将促进对干细胞介导肝再生机制的研究.

4 干细胞在肝病治疗中的临床应用前景

肝脏疾病是影响人类健康的严重疾病, 目前尚没有理想的治疗方法. 干细胞研究具有广泛前景, 在发育生物学、基因功能、细胞治疗和组织细胞替代治疗等领域发挥重要作用, 干细胞本身及诱导分化产生的肝实质细胞可以广泛应用于基因治疗、细胞移植及生物人工肝等方面.

4.1 干细胞移植治疗肝脏疾病 干细胞移植是将干细胞植入体内, 分化为有功能的实质细胞, 以替代因退变、损伤、基因缺陷或自身免疫而受损的细胞, 重构组织器官的结构和功能. 细胞移植已具有较为完备的实验及理论基础, 在理论与技术方面均为干细胞在肝脏疾病中的应用提供了保障, 蕴涵着巨大的潜能. 骨髓干细胞可直接来源于成人的骨髓或外周血, 采集方便, 不存在伦理上的争议, 使其有成为干细胞移植的理想选择^[62].

Shi et al ^[63]将胚胎干细胞经脾脏进行移植,治疗Wilsons病模型鼠, 移植后在肝内可见胚胎干细胞来源的肝细胞增殖, 说明脾脏内移植的胚胎干细胞有分化为成熟肝细胞的能力. 苏娟et al ^[64]用人胎肝干细胞在小鼠脾内移植, 移植后发现胎肝干细胞能在损伤肝脏中增殖并分化为肝细胞. Kushida et al ^[65]也通过门静脉进行干细胞移植治疗Wilsons病小鼠.

我们成功地采用患者自体骨髓分离纯化骨髓干细胞, 经肝动脉方式移植入肝脏治疗慢性肝功能衰竭^[66]. 初步临床应用结果显示, 患者接受自体骨髓干细胞移植治疗后肝功能改善且临床症状有所改善. 然而, 由于该项目开展的时间较短, 病例数有限, 对于其疗效和副作用的准确评估还需要进一步观察.

4.2 在生物人工肝中的应用前景  人工肝支持系统是终末期肝病患者度过危险期或肝移植等待治疗的手段之一^[67-69], 然而, 获取足够数量的肝细胞供临床应用十分困难, 猪肝细胞作为肝细胞源已广泛应用^[70-73], 但尚存争议. 干细胞具有很强的的再生能力及定向分化潜能, 将干细胞在一定条件下培养扩增, 诱导分化成为成熟肝细胞, 作为肝细胞源, 将具有很好的应用前景.

4.3 肝病基因治疗 对于遗传性代谢障碍方面的肝脏疾病, 可以利用转基因技术将缺陷基因转入干细胞, 筛选出阳性细胞移植入患病肝脏, 纠正代谢机能障碍.

总之, 干细胞的研究已挑战了传统的细胞生物学理论, 为疾病的治疗开辟了新的领域.相信在不久的将来, 干细胞会在肝病的细胞治疗、组织工程和基因治疗方面发挥越来越重要的作用, 为肝病的治疗开辟崭新的途径^[74].