脂肪干細胞移植對肝損傷的修復作用

岳冒易綜述，劉廣益王巧稚審校

（四川醫科大學組織胚胎學教研室，四川瀘州646000）

脂肪干細胞移植對肝損傷的修復作用

岳冒易綜述，劉廣益王巧稚審校

（四川醫科大學組織胚胎學教研室，四川瀘州646000）

肝臟是人體重要的器官，多種因素可引起肝臟損傷。對嚴重的肝損傷臨床常規治療手段效果不佳。當肝病發展到終末期，肝移植是目前唯一確實有效的治療手段，然而因供體的缺乏及存在免疫排斥反應而使其應用受到限制[1]。因此人們嘗試以細胞移植治療代替肝移植。脂肪干細胞（adiposederived stem cells,ADSCs）是成體間充質干細胞的一種，可向骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、心肌細胞和神經細胞等方向分化[2]。自被發現以來，ADSCs已用于多種疾病的治療研究。并證實ADSCs移植對肝損傷性疾病有積極的治療作用。本文就其治療作用做一介紹。

1 ADSCs直接移植對肝損傷的治療作用

大量研究已經證實ADSCs移植入肝損傷動物體內，具有改善肝功能、減輕肝臟病理損傷、減輕肝纖維化程度等治療作用[3-4]。其治療作用主要通過以下幾個方面實現。

1.1 提高肝細胞存活率、促進再生、減少凋亡

Saito等[5]用ADSCs與肝細胞共培養，對肝細胞的存活率進行評估，證實通過共培養，ADSCs提高了肝細胞的存活率。Seki等[6]通過建立大鼠部分肝切除和缺血再灌注肝損傷模型，靜脈移植ADSCs48 h后，對一系列肝再生指標進行了評估，包括肝再生率、有絲分裂指數、抗增殖細胞核抗原水平、肝再生相關蛋白的表達，結果證實ADSCs在體內也具有明顯的促進肝細胞再生的作用。Tautenhahn等將ADSCs移植入急性肝衰竭大鼠，注射48 h后，肝功能明顯好轉、肝細胞凋亡率下降，增殖率提高[7]。

1.2 免疫調節與抑制肝內炎癥反應，減少氧化應激

同骨髓間充質干細胞（BMSCs）類似，ADSCs也具有強大的免疫調節作用。在體外共培養實驗中ADSCs能夠抑制淋巴細胞的活化和分裂增殖[8]。主要包括抑制T淋巴細胞和B淋巴細胞活化，抑制NK細胞的增殖。這些作用主要通過接觸抑制和分泌作用實現[4]。同時ADSCs能有效抑制肝內炎癥反應。有學者在對ADSCs移植減輕肝缺血再灌注損傷的可能機制研究時發現，移植后肝內炎癥因子的表達減少，抗炎因子的表達量上升，同時氧化應激明顯減輕[9]。另有學者證實，當ADSCs移植入四氯化碳誘導的急性肝損傷大鼠體內后，一些具有調節免疫和抑制炎癥反應作用的細胞因子表達量明顯升高，如IL-6、IL-10、INF-γ[10]。Seki等[11]發現ADSCs移植后，與肝臟炎癥細胞相關的抗原呈遞基因以及與輔助性T淋巴細胞（Th cell）的活化相關基因下調，并與炎癥細胞浸潤的程度一致。這些研究說明，ADSCs移植后通過多種途徑起到免疫調節和抑制炎癥反應的作用。

1.3 抗纖維化作用

肝纖維化是各種慢性肝損傷的常見病理過程，發展到晚期將導致不可逆的肝硬化。ADSCs移植入肝纖維化動物體內，能改善肝功能，減輕纖維化程度，改善與纖維化相關的血清學指標[3,12]。這些作用可能與抑制肝星狀細胞（hepatic stellate cell, HSC）增殖與活化、促進已活化的HSCs凋亡、促進基質纖維和膠原的降解有關[12-13]。盡管有一些研究認為移植后的間充質干細胞能在肝內分化為肝星狀細胞和肌成纖維細胞，反而進一步加重肝纖維化程度[14]。但這些文章主要是以BMSCs為研究對象，目前尚未見對ADSCs的相關報道。即便是在BMSCs的研究中，也有學者認為，因為間充質干細胞（MSCs）本身就表達α平滑肌肌動蛋白（α-SMA），而又以α-SMA作為評價纖維化的指標而得出的促進肝纖維化的結論不夠準確，同時使用密度梯度離心法得到的BMSCs中可能混雜有造血干細胞，也可能導致實驗結果不準確[15]。所以從目前來看，ADSCs移植確有改善肝功能減輕纖維化程度的作用。

1.4 分化為肝細胞，補充肝細胞數量

未分化的ADSCs能表達一些肝細胞發育早期的基因如CK18、CK19、甲胎蛋白（AFP）、肝細胞核因子-4（HNF4），甚至包括白蛋白（Alb）等成熟肝細胞表達的基因，只是不具有肝細胞功能[16]。因此有學者認為ADSCs可在肝內損傷微環境的誘導下分化為肝細胞[1]。但直接移植的ADSCs在肝內是否能分化為肝細胞，目前尚存在爭議。而且潛在肝內誘導分化機制也尚不清楚，可能與損傷肝臟一些信號分子的釋放和局部血流的改變有關[4]。所以ADSCs是否能在肝內自行分化，以及肝損傷微環境在其中所起的作用還需要進一步的研究證實。不過肝內損傷環境有利于移植的ADSCs向肝內遷移并定植于肝臟卻是可以肯定的[17]。

2 分化后ADSCs移植治療肝損傷

真正能用于代替成熟肝細胞的細胞，不僅僅表達肝細胞特異性的標志物，還應具有與肝細胞相當的生物學功能。與單純的ADSCs移植相比，經體外誘導后的ADSCs移植在肝細胞替代治療方面可能具有更好的應用前景。2005年Seo等[18]首次報道ADSCs能在體外分化為肝細胞樣細胞（hepatocytelike cells,HLCs）。這是一種具有肝樣細胞形態，且能表達肝細胞特異性的標記物，如白蛋白（Alb）、細胞角蛋白（CK）、細胞色素P450等的細胞。同時具有一定的肝細胞功能，如能分泌白蛋白、生成尿素等，但又未達到成熟肝細胞的標準[4]。通過向培養體系中加入某些誘導因子（如HGF、OSM、DMSO、EGF、TGF-β、bFGF、IGF、DEX、NTA等）可實現這一誘導過程，并且分化率較早年有所提高[19]。另外向肝誘導培養體系中添加活化素A可有效縮短誘導時間[20]；模擬肝胚發育的分步誘導法可得到成熟度相對較高的HLCs[21]。而通過改變ADSCs表觀遺傳修飾的方法也可促進其向肝細胞的分化，例如：Seeliger等先以5-氮胞苷（DNA甲基轉移酶抑制劑）抑制DNA乙酰化，然后再經肝細胞誘導培養基誘導ADSCs分化，得到了尿素代謝能力與新分離的肝細胞相當的分化細胞[22]。可見通過體外誘導，目前已經可以得到一定成熟度的HLCs。而移植HLCs無論是在改善肝功能還是在肝內的定植率和存活率方面，都優于直接移植ADSCs[23]。

3 ADSCs旁分泌的重要作用

除分化為肝細胞補充受損肝臟細胞數量以外，上述的治療作用很大程度上都依靠ADSCs的旁分泌作用實現，甚至被認為是目前ADSCs移植對肝損傷治療的主要作用[7,24]。通過注射間充質干細胞的條件培養基，肝損傷動物肝功能得到明顯恢復，使人們認識到旁分泌在肝損傷治療中的作用[25]。ADSCs具有比MBSCs更為強大的分泌作用，能分泌多種細胞因子和生長因子，包括：IL-6、IL-8、IL-10、HGF、VEGF、TGF-β、PEG-2、IDO、NO、HO-1等[26]。在這些因子中，HGF、VEGF、IL-6可能在肝損傷的治療中起著相對重要作用。例如，研究較多的HGF具有保護肝細胞、促進肝細胞再生、促進ADSCs向肝細胞分化、抗纖維化等多種作用[27]。通過增加ADSCs對HGF的表達量，能明顯提高ADSCs在肝損傷和肝纖維化中的治療作用[13,28]。而VEGF則被證實具有促進血管新生、抑制內皮細胞凋亡等作用，通過改善微循環，起到促進肝臟再生的作用[29]。IL-6作為一種炎癥因子，同時也具有抗炎的作用，能夠抑制肝細胞的凋亡和壞死，并且促進干細胞增殖，抑制干細胞分化，具有保持干細胞特性的作用[30]。可見移植后的ADSCs通過分泌多種細胞因子和生長因子，對肝損傷的免疫調節、抑制炎癥反應、減少氧化應激損傷、支持肝細胞功能、促進肝細胞再生、抑制肝細胞凋亡、抗纖維化等多種治療效應都起著復雜的生物學作用，其具體的作用機制尚需進一步的研究。

4 總結

ADSCs通過分化為具有一定肝細胞功能的細胞，在體內能發揮補充肝細胞數量，改善肝功能的作用。同時因ADSCs的免疫調節和抑制炎癥反應作用，以及分泌的一些細胞因子如VEGF而具有改善肝內微循環的作用。通過這些作用能改善肝損傷局部缺氧及炎性的微環境，這不僅改善了肝細胞的生存環境，也有利于移植的ADSCs在肝內的定植與存活。另外，定植入肝臟的ADSCs通過旁分泌的生長因子和細胞因子作用于肝細胞，可保護肝細胞，促進增殖、抑制凋亡。通過這三個方面治療效應，實現對肝損傷的綜合治療作用。

雖然ADSCs移植對肝損傷性疾病具有積極的治療作用，但是也還存在著很多不足。如：移植后的存活率不高；體外誘導分化的HLCs功能還不足以與成熟肝細胞相比，不能替代肝移植；旁分泌的各種因子單獨或聯合作用的具體機制不夠清楚，不足以指導臨床用藥治療肝損傷。不過人們正在為解決這些問題不斷探索。比如在誘導ADSCs向肝細胞分化方面，通過不斷改進誘導體系、選擇純度高的ADSCs、體外三維培養、microRNA調控等方法，在誘導的效率和誘導后細胞的成熟度方面均有進步。而許多研究也證實，通過缺氧預處理、藥物預處理、基因改造等方法，可有效的增強MSCs抗凋亡和抵抗移植后惡劣環境的能力，有效提高MSCs移植后存活率。所以，我們有理由相信，也許在不遠的將來，上述的一些困難可能被克服。另外ADSCs較其他干細胞具有來源廣泛，易獲取，能從自體取材，不受倫理學限制，卓越的分泌功能等優點。并且目前未見類似于一些其他類干細胞移植后的成瘤性報道[31]。同時許多研究也證實ADSCs是一種良好的基因載體，能使外源性基因長期穩定表達，可應用于基因治療。隨著研究的深入，脂肪干細胞有望成為治療肝損傷替代原位肝移植的一種重要手段。

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（2015-06-29收稿）

R657.3

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.06.023

岳冒易（1987-），男，研究生在讀。E-mail:759840575@qq.com