MSCs移植治療肝切除術后肝衰竭的應用及進展

丁浩然，任昊楨，施曉雷，

（1.南京醫(yī)科大學 鼓樓臨床醫(yī)學院，江蘇 南京 210005；2.南京大學附屬鼓樓醫(yī)院 普外科，江蘇 南京210008）

由于肝臟解剖結(jié)構(gòu)復雜以及肝臟外科手術難度較高等特點，肝大部切除術后的并發(fā)癥現(xiàn)仍難以避免。為了保證剩余肝臟順利再生，至少需要保留20%～30%體積的肝臟。當剩余肝臟功能不佳（如肝硬化），則需酌情保留更多體積的肝臟，否則切除范圍過大致使剩余肝臟肝功能不足時，患者將會出現(xiàn)嚴重的并發(fā)癥，如肝切除術后急性肝功能衰竭（posthepatectomy liver failure，PHLF），這是威脅患者生命的主要因素[1]。PHLF的主要治療手段是以恢復心臟、肺臟、腎臟血流動力學為目標的對癥支持治療，但僅顯示出有限的治療效果。肝移植預后往往較好，但是受限于肝移植供體不足、手術費用昂貴等問題，故需要尋找一種新的方向來治療PHLF[2]。

間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）因其免疫調(diào)節(jié)、減輕炎癥反應能力被廣泛研究。此外，MSCs具有促增殖和抗凋亡的特性，可以促進肝臟的修復和再生，成為治療PHLF的研究熱點。因此，本文對MSCs的治療效果及其促進肝臟修復的機制作一綜述。

1 肝切除術后肝臟的病理生理

肝臟具有很強的再生能力，一般損傷后3個月可恢復。肝細胞的增殖在肝臟損傷后激活，促進肝臟再生過程[3-4]。肝大部切除后，由于肝細胞總數(shù)相對不足，卵圓細胞等肝祖細胞會被激活，完成肝臟修復過程[5]。

一方面，肝切除術后肝再生依賴于肝臟微環(huán)境中細胞因子，肝臟內(nèi)IL-6、TNF-α的釋放可觸發(fā)再生信號，促進肝細胞從G0期向G1期轉(zhuǎn)化，加速肝臟修復[6-7]，并且炎性因子刺激肝竇內(nèi)皮細胞分泌HGF，參與肝再生過程[8]；另一方面，肝切除術后肝再生與血流動力學關系緊密。肝切除術后門靜脈壓力升高導致蛋白酶激活，分解重構(gòu)細胞外基質(zhì)（extra cellular matrix，ECM），這是肝臟修復的重要條件[9]。肝切除術后剪應力的改變通過影響VEGFR-2的表達激活PI3K/AKT通路，上調(diào)Gab-1、SHP2、PKA的表達，影響肝再生[10]。剪應力還可以激活肝細胞膜上的鈣離子通道影響PKC的表達，引發(fā)eNOS/NO相關的肝臟再生級聯(lián)反應[11-12]。

2 MSCs治療肝切除術后肝衰竭的療效及機制

2.1 定植分化為肝樣細胞

MSCs通過向損傷部位募集和向肝樣細胞分化促進肝切除術后肝衰竭的修復與再生[13]。肝切除術后肝衰竭會釋放多種可溶性的細胞因子，其中趨化因子（CXCL4）參與MSCs向受損部位的募集[14]。MSCs定植分化為肝樣細胞的過程與肝細胞ECM有關。健康肝臟中缺乏利于MSCs定植和向肝樣細胞分化的ECM，因此MSCs治療對健康肝臟基本無效。目前發(fā)現(xiàn)經(jīng)過HGF、EGF、FGF預處理，激活HGF/c-MET通路提高肝轉(zhuǎn)錄因子（HNF-1、HNF3a/FOXA1、HNF-4a、HNF-6、GATA4）的表達，在MSCs中過表達Nanog、rex-1、sox2等基因等方法，可促進MSCs向肝樣細胞分化[15]，促進定植后細胞發(fā)揮合成代謝、排毒、分泌膽汁酸等功能，減輕剩余肝臟負擔，促進肝功能恢復。白藜蘆醇被證實可以促進MSCs的募集，增加療效[16]。

2.2 旁分泌作用

旁分泌多種細胞因子被認為是MSCs發(fā)揮治療肝切除術后肝衰竭作用的重要機制。肝切除術后肝衰竭的肝細胞持續(xù)凋亡，使剩余肝臟功能受損，從而誘發(fā)爆發(fā)性肝衰竭。MSCs通過旁分泌大量細胞因子（VEGF、FGF）上調(diào)肝臟內(nèi)抗凋亡蛋白（Bcl2）的水平[17-19]；MSCs旁分泌的細胞因子（TGF-β、FGF-2）可以抑制肝細胞凋亡，減弱剩余肝細胞的凋亡[20]。MSCs還可以通過旁分泌大量可溶性細胞因子減輕肝細胞凋亡[21]。除了抗凋亡作用，MSCs可以削弱免疫應答和炎癥反應。肝切除術后肝衰竭小鼠在接受MSCs治療后調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)目增多，并伴有促炎型Th17細胞數(shù)目減少，這種改變有利于減輕機體的過度炎癥反應；MSCs還可以調(diào)節(jié)NK細胞和DC細胞的成熟分化和功能[22-23]，有效減少NK細胞分泌細胞毒性因子減輕剩余肝臟的炎性損傷。將MSCs注射于脾臟以治療肝切除后肝衰竭具有一定的療效，MSCs在脾臟中分化為肝樣細胞，形成異位肝臟，MSCs分泌的細胞因子可以不經(jīng)稀釋直接入肝，可以提高肝內(nèi)細胞因子濃度[24]。

2.3 建立利于肝再生的微環(huán)境

MSCs可以治療肝切除術后肝衰竭，還依賴于MSCs移植可以調(diào)節(jié)剩余肝臟的代謝環(huán)境，糾正代謝紊亂，提供良好的血管再生環(huán)境。肝大部切除術后，由于瞬時再生相關脂肪化（transient regenerationassociated steatosis，TRAS）過程的進展，脂質(zhì)會在肝臟內(nèi)過量堆積，引起脂毒性，嚴重阻礙肝臟的再生和修復[25-26]。MSCs治療可以減輕肝臟內(nèi)的脂質(zhì)堆積，減弱脂毒性，有利于肝臟修復[27]；MSCs還可以有效減輕肝細胞空泡樣變性，為殘余肝組織的再生提供利于生長的環(huán)境[28]。MSCs移植通過分泌VEGF促進血管再生，為肝再生提供良好的微循環(huán)。低氧培養(yǎng)可以通過顯著提高MSCs分泌VEGF的能力，為肝臟修復創(chuàng)造利于肝臟再生的血管條件[29]。

2.4 減少肝臟纖維化

肝纖維化是肝損傷進展為肝硬化的必經(jīng)階段。MSCs治療能減輕肝纖維化，這與其抑制肝星狀細胞的增殖和活化有關[30]。肝纖維化的過程與α-平滑肌肌動蛋白含量，膠原蛋白沉淀有著密切的關系，MSCs治療后可以有效降低促纖維化蛋白的含量，阻止纖維化的發(fā)生[31]。通過對MSCs治療肝硬化失代償患者的臨床對照分析發(fā)現(xiàn)，MSCs療法可以有效減輕肝纖維化[32]。

3 結(jié)語

MSCs移植治療肝切除術后肝衰竭療效良好，主要通過定植分化為肝樣細胞、旁分泌機制促進剩余肝臟再生、阻止肝纖維化的發(fā)展發(fā)揮療效，因此MSCs移植治療有望減少患者肝切除術后并發(fā)癥的出現(xiàn)，還有利于肝臟的修復，促進肝功能恢復。MSCs移植研究為肝切除術并發(fā)癥的防治提供了新的思路，并且為需要肝大部切除而肝儲備功能不足的患者提供了新選擇，具有很大臨床應用價值和前景。