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人肝星状细胞的作用

发布日期:2019/9/6 10:56:02

背景[1-4]

肝星状细胞是ECM的主要来源,HSC激活并转化为肌成纤维细胞样细胞(MFC),各种致纤维化因素均把HSC作为最终靶细胞。肝星状细胞激活并转化为肌成纤维细胞样细胞(MFC),各种致纤维化因素均把HSC作为最终靶细胞,正常情况下肝星状细胞处于静止状态。当肝脏受到炎症或机械刺激等损伤时,肝星状细胞被激活,其表型由静止型转变为激活型。

激活的肝星状细胞一方面通过增生和分泌细胞外基质参与肝纤维化的形成和肝内结构的重建,另一方面通过细胞收缩使肝窦内压升高。肝脏星状细胞占肝脏固有细胞总数的15%,占非实质细胞的30%左右。HSC存在于Disse腔中,呈梭形或多边形,胞浆内有多个富含维生素A的脂滴,其细长的突起向外延伸环绕在血窦内皮细胞外面,是体内储存视黄醛衍生物的首要部位。在正常肝脏中,星状细胞处于静止状态,不表达α平滑肌肌动蛋白(α-SMA),增殖活性低,合成胶原能力低,其主要功能是贮存视黄醛类。

肝星状细胞位于肝窦周Disse腔内,约占肝脏所有细胞的13%。在规HE染色的肝组织切片中,不能显示星状细胞,但可用免疫组织化学将其定位,并可将其分离进行体外细胞培养。正常情况下肝星状细胞呈静止状态,它在肝脏中的生理功能主要有参与维生素A的代谢,储存脂肪的功能,肝星状细胞的胞浆中含有类视黄醇物质的脂滴,是维生素A的主要储存处。肝星状细胞状细胞还有调节血管和肝窦血流的作用。

在病理条件下如肝脏受到物理、化学及病毒感染生物因素的刺激时,肝星状细胞增殖并激活,转变为“肌成纤维细胞”,表达α-平滑肌动蛋白、合成ECM等。当肝脏有炎症时,肝星状细胞发生激活,Gressner等研究提出了肝星状细胞激活的“三步级联反应”。模式激活型的肝星状细胞具有以下特征:

1、胞体增大,胞突伸展。胞质中脂滴消失,VitA含量减少。胞质内粗面内织网、高尔基体发达,具有旺盛的蛋白质合成能力;

2、细胞增生频率增加,并且向肝损伤部位迁徙;

3、表达α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、波形蛋白(vimentin)及结蛋白(desmin),成为肌纤维样母细胞;

4、收缩性增强;

5、ECM分泌增加;

6、细胞因子、趋化因子及受体分泌增加;

7、TIMP合成及分泌增加,使ECM成分降解减少。其中α-SMA的表达为HSC激活的标志。

应用[5][6]

可用于永生化人肝星状细胞系的建立及其对肝细胞功能与肝祖细胞分化的影响:

采用SV40LT重组反转录病毒感染原代人肝星状细胞,获得永生化人肝星状细胞系。采用电镜技术、RT-PCR等分析永生化人肝星状细胞的形态学、生物学特性和功能等。结果:建立一株永生化人肝星状细胞系,命名为HSC-Li。该细胞系具有典型的肝星状细胞形态学特征;HSC-Li细胞的Ⅰ、Ⅱ型胶原、HGF等mRNA表达为阳性;HSC-Li细胞的a-SMA、Vimentin、GFAP和SV40LT蛋白表达为阳性。HSC-Li细胞分泌VEGF、HGF、IL-6、TGF-betal等多种细胞因子和炎症因子。

结论:建立了一株永生化人肝星状细胞系HSC-Li,该细胞系具有人肝星状细胞的生物学特性和功能;可为肝细胞与肝星状细胞、肝祖细胞与肝星状细胞共培养研究提供理想的细胞模型。通过直接接触共培养、间接接触共培养方式进行永生化人肝细胞与永生化人肝星状细胞共培养研究,测定永生化人肝细胞共培养24h、48h、72h后ALB、CYP3A5、CYP2E1、UGT2b7等基因的表达水平,以及测定CYP1A2活力。

参考文献

[1]The promotion of hepatic maturation of human pluripotent stem cells in 3D co-culture using type I collagen and Swiss 3T3 cell sheets[J].Yasuhito Nagamoto,Katsuhisa Tashiro,Kazuo Takayama,Kazuo Ohashi,Kenji Kawabata,Fuminori Sakurai,Masashi Tachibana,Takao Hayakawa,Miho Kusuda Furue,Hiroyuki Mizuguchi.Biomaterials.2012(18)

[2]In vivo hepatic differentiation of mesenchymal stem cells from human umbilical cord blood after transplantation into mice with liver injury[J].Jiong Yu,Hongcui Cao,Jinfeng Yang,Qiaoling Pan,Jing Ma,Jianzhou Li,Yanyuan Li,Jun Li,Yingjie Wang,Lanjuan Li.Biochemical and Biophysical Research Communications.2012(4)

[3]Rapid generation of mature hepatocyte‐like cells from human induced pluripotent stem cells by an efficient three‐step protocol[J].Yu‐Fan Chen,Chien‐Yu Tseng,Hsei‐Wei Wang,Hung‐Chih Kuo,Vincent W.Yang,Oscar K.Lee.Hepatology.2012(4)

[4]A novel human hepatoma cell line,FLC‐4,exhibits highly enhanced liver differentiation functions through the three‐dimensional cell shape[J].ThomasLaurent,DaikiMurase,SayakaTsukioka,TomokazuMatsuura,SeishiNagamori,HiroakiOda.J.Cell.Physiol..2012(7)

[5]Direct and Indirect Contribution of Human Embryonic Stem Cell–Derived Hepatocyte-Like Cells to Liver Repair in Mice[J].Dong–Hun Woo,Suel–Kee Kim,Hee–Joung Lim,Jeonghoon Heo,Hyung Soon Park,Gum–Yong Kang,Sung–Eun Kim,Hyun–Ju You,Daniel J.Hoeppner,Youngchul Kim,Heechung Kwon,Tae Hyun Choi,Joo Hee Lee,Su Hee Hong,Kang Won Song,Eun–Kyung Ahn,Josh G.Chenoweth,Paul J.Tesar,Ronald D.G.McKay,Jong–Hoon Kim.Gastroenterology.2012(3)

[6]潘小平.永生化人肝星状细胞系的建立及其对肝细胞功能与肝祖细胞分化的影响[D].浙江大学,2013.