作者：黄絮，叶波平， 王大勇作者单位：中国药科大学 生命科学与技术学院,江苏 南京 210009 0 x9 e! n3 N9 t) a5 X
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导致肝脏损伤的疾病很多，如病毒性肝炎、肝硬化等疾病都会导致肝细胞的病变甚至坏死。因此，如何对损伤后的肝脏进行修复已成为人们关注的内容。肝脏具有强大的再生能力，近年来，在肝部分切除或化学性损伤动物模型中，研究人员对肝脏生长发育的调控机制进行了大量的研究[12]。作者主要就参与肝再生过程的各种肝干细胞以及促进肝干细胞生长的细胞因子作一介绍。. ^4 e, V6 E* [0 |
8 X; O5 T, \% N `$ X$ x! Y 1肝脏干细胞的种类' a/ T. x3 S6 [3 q
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肝脏干细胞是目前的研究热点，也被认为是对损伤肝脏修复性治疗的有效方法之一。它并非指某一特定种类的细胞，而是与肝脏胚胎发育和再生有关的各种具有干细胞特性的细胞总称。3 C: C' p$ _. h) O
d+ j9 ?% _& _' P) b" Z 1.1内源性肝干细胞肝脏内的干细胞主要是肝实质细胞(hepatocytes)和胆管源性卵圆细胞(oval cell)。近年来的大量研究推翻了早期认为肝实质细胞不能大量增殖的理论。这些研究表明[3] ，成年小鼠肝实质细胞具有干细胞样的增殖能力，在特定的体内微环境下也可以进行分化。这种分化能力与免疫系统的Th1通路相关[4]。当肝实质细胞受到损伤，分裂增殖能力被完全阻抑的时候，胆管中处于休眠状态的卵圆细胞能被活化，分裂成肝实质细胞和胆管细胞，完成肝脏的结构与功能的重建[5]。由于卵圆细胞与胆管细胞的形态特点比较相似，它们是否属同一种细胞一直具有争议。直到对胆细胞进行免疫染色并且进行追踪才证实卵圆细胞是一类具有干细胞特征的细胞。 2 G/ k; P- S3 d; q Q7 G3 {1 ] ( B$ G8 m! _3 O' m; h' d# A 1.2外源性干细胞主要有骨髓干细胞、胚胎肝细胞和胰腺上皮细胞等，这些细胞都具有干细胞特性，在特定的体内微环境条件下可以分化成肝实质细胞。骨髓干细胞分为造血干细胞(hematopoietic stem cells)和骨髓间质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell)，它们可以在特定环境下先分化成多功能祖细胞（multipotent adult progenitor cells），进而分化成不同的细胞[6]。在遗传性高酪氨酸血症的大鼠模型中发现，多功能祖细胞可以分化为肝细胞并能够完全恢复肝功能，证明骨髓干细胞具有分化成肝细胞的能力。由于卵圆细胞表面能够表达部分造血干细胞的表面标志，如Thy1、CD34、Sca1等，因此推测多功能祖细胞还可以分化成卵圆细胞，参与肝再生过程。此外还有研究表明，骨髓干细胞能够跟肝细胞进行融合[7] 。胚胎肝脏中的成肝细胞（hepatoblast）增殖能力很强，并且具有双向分化和参与肝脏损伤后重建的能力。Cantz等[8]利用绿色荧光蛋白标记胚胎肝细胞并移植入小鼠肝脏后证实了这个结论。Fiegel等[9]研究发现，大鼠胚胎肝细胞也能表达干细胞标志Thy1因子，说明胚胎肝细胞具有干细胞特性。另外，研究发现，大鼠胰腺上皮组织细胞可以转化为肝细胞，表明胰腺上皮细胞可能是一种能在适当条件下定向分化的多潜能干细胞[10]。 2 c- c$ B" C2 E* M4 k % p, a/ N) y7 f3 L 2以肝干细胞为靶点参与肝再生的细胞因子 \% m# k3 z" r# H( E8 M $ \1 X& Z# t; G5 c. ^: i 2.1肝细胞生长因子肝细胞生长因子（hepatic growth factor,HGF）是目前已知的对成熟肝细胞刺激最为强烈的增殖刺激因子和促有丝分裂原，它可能通过刺激肝细胞活化丝裂原而促进肝细胞DNA的合成[11]。除了直接作用于肝实质细胞外，HGF还能通过旁分泌效应作用于具有HGF受体表达的多种干细胞而促进其向肝细胞的转化。" A4 S' G5 f* w+ h
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2.2干细胞因子干细胞因子（stem cell factor,SCF）启动骨髓细胞的增殖与成熟的作用早已为人们所熟知。最近研究显示，SCF也可以参与肝再生。在小鼠肝再生模型中发现，SCF呈上调表达趋势，而用SCF基因敲除小鼠建立的肝再生模型则显示，SCF基因敲除小鼠肝再生的速度明显比正常小鼠肝再生速度慢。表明SCF能够参与肝再生，并且可能对肝细胞分裂起促进作用。; h* a# c6 V' f2 F
+ D5 D& X7 j( h2 J" i; K 2.3粒细胞集落刺激因子粒细胞集落刺激因子（granulocyte colonystimulating factor,GCSF）是骨髓造血细胞增殖因子的一种，具有刺激粒系母细胞的增殖和分化，增强成熟粒细胞功能的作用。近期研究结果表明,GCSF可以通过动员自体骨髓干细胞能够促进部分肝移植物的再生并且减少肝脏损伤[12]。 - O5 n# E6 p1 u ) u6 ]2 `* A4 r! V 2.4肝刺激因子肝刺激因子（hepatic stimulator substance,HSS）是一种细胞生长启动子，它本身并不表现出促细胞分裂的特性，但可以提高如HGF等的促进肝细胞增长的作用,并且降低肝细胞生长抑制因子的抑制效应[13]。 除此之外，还有许多细胞因子如肿瘤坏死因子、转化生长因子β、胰岛素、干扰素（IFN）等对肝再生也有一定作用。 4 |5 a& r4 q! _7 y 3 }# \$ `" z# p0 n, v( I; x+ h 3肝再生医学的研究现状* E+ U7 D) |/ g A
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由于肝干细胞具有“可塑性”，如何将对肝干细胞的研究有效地利用到肝再生医学中去就成了被广泛关注的问题。目前的方法主要有骨髓来源的肝干细胞体内移植、体外生物人工肝脏、细胞与可植入材料相结合后腹腔转移以及转基因的异种肝细胞移植等4种。肝干细胞治疗与传统肝移植治疗相比，具有免疫原性低、易低温保存、一个供体可以提供给多个受体等优点。此外，对移植的肝脏或者肝细胞进行给药治疗可以达到促进移植肝脏增长的作用[14]。目前已上市的许多药物如粒细胞集落刺激因子、肝刺激因子等都能够达到这一目的。8 h$ ~9 k6 m# X7 V" p
& F9 Q- k" A1 { 4结语" _8 O3 X Y- K+ E. ?8 H
; U; z+ Y$ F l/ D$ _ 肝再生过程十分复杂，涉及肝干细胞的激活、分化和增殖以及多种细胞因子和多个信号传导通路。因此,进一步从分子、细胞和组织器官水平全面分析和阐述肝再生调控机制，对深入了解肝脏发育、研究肝脏疾病时肝再生治疗的理论和技术具有非常重要的意义。) D5 e' H: s. M8 Q3 z
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【参考文献】 * a0 E: G& |, } [1]KAPLOWIZ N.Biochemical and cellular mechanisms of toxic liver injury[J].Semin Liver Dis,2002,22:137144. 3 B# z; J$ b5 Y# q3 C' V! M: h; p 1 R, ?- q3 u6 O/ V 6 B7 O: x* I/ ~( k; T# P' f0 e* |5 @ % t+ h3 Z& x( H$ U [2]STOCKET R J,WOLKOFF A W.Cellular and molecular biology of the liver[J].Curr Opin Gastroenterol，2001,17(3):205210.$ j+ }( l4 s F- u6 N6 M' d% W3 t
# H4 K: w6 q6 u5 W8 S0 o4 C* w% @/ C9 S5 e7 |$ X5 O
/ D& P2 G' V; Q9 L$ s+ w
[3]OVERTURF K,ALDHALIMY M,OU C N.Serial transplantation reveals the stemcelllike regenerative potential of adult mouse hepatocytes[J].Am J Pathol,1997,151 (5):12731280.# ^& l) P' Q3 R7 Y$ }( c% F% A
9 b+ E$ o$ x/ h1 M% r( y! g8 ~" _2 Y! u$ ?% E
! {9 q9 K$ _8 x1 o0 r& M
[4]BELINDA K,BARARA A,VANCE B M,et al.Attenuated liver progenitor (oval) cell and fibrogenic responses to the choline deficient,ethionine supplemented diet in the BALB/c inbred strain of mice[J].Journal of Hepatology，2007，46（1）：134141. 9 x2 n7 S- O5 g0 f; \) r% Q / \# U" ~1 L a, _, n8 u4 T: X6 M2 }' m* D1 |3 K, h+ ?
+ Y- v& D6 B7 |* a9 l4 d
[5]NELSON F.Liver regeneration and repair:Hepatocytes,progenitor cells and stem cell[J].Hepatology,2004,39(6):14771486.+ q$ f7 F; s4 ^+ K, J! L
+ u: A, w n9 r/ q+ }! d/ }8 c9 H. ~$ V" s5 t8 C
1 h* N: f- j1 g3 p8 A/ z) X( L4 B
[6]KRONENWETT R,HAAS R.Differentiation potential of stem cells from bone marrow[J].Med Klin(Munich)，2006,22(Suppl 1):182185. & B1 w9 N" r& n' F1 _: C1 A. V; e$ |- R* Q& E
" t6 i: U5 h0 d( m. |% z
& o: ^2 D# H/ d% Y3 P5 ~
[7]HOVE W,van HOEK B,BAJEMA I,et al.Extensive chimerism in liver transplants:vascular endothelium,bile duct epithelium,and hepatocytes[J].Liver Transpl,2003,9:552556. 1 H- U- T3 F5 q3 D- s4 i1 a+ L' m! S8 k- A4 [
6 F5 X8 O1 I! N! P! o! r
5 T- X6 D. ]3 N [8]CANTZ T,ZUCKERMAN D,BURDA M.Quantitative gene expression analysis reveals transition of fetal liver progenitor cells to mature hepatocytes after transplantation in uPA/ RAG22 mice[J].Am J Pathol,2003,162 (1):3745. 7 O$ l$ K* `' F# j. Y3 C( Q' L- z0 Z3 g9 h, s( j
/ K$ a: w8 m$ c p; x 7 W3 U8 Q6 F8 e% ?# d [9]FIEGEL H,PARK J,LIOZNOY M.Characterization of cell types during rat liver development[J].Hepatology,2003,37 (1):148154. # d- N( E* Y1 L0 D+ t3 C" V6 C- \- y
- d1 E m6 p2 ^/ {1 f1 i4 _! ]7 E2 {5 ^' J8 r$ ]0 w" o8 Z
[10]赵若辉,范健,滕皋军.大鼠肝细胞经脾脏多次移植的实验研究[J].现代医学,2002,30(5) 289292. , U [6 Y% i& g( k( A/ C" \- f& b2 S. t. J8 E" V' ^7 E, ^
/ H- ]2 Z0 K1 F2 v3 ?! t7 U5 Z @4 n y
[11]KAIBORI M,YANAGIDA H.Hepatocyte growth factor stimulates the induction of cytokineinduced neutrophil chemoattractant through the activation of NFkappaB in rat hepatocytes[J].J Surg Res,2006,130(1):8893.7 ~5 m# R6 o! t9 @$ k6 J1 g5 Q* n
! b \& B8 F Q# g/ c- w