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利用干細胞生物學技術產生新的肝細胞
閱讀:101 發布時間:2017-3-6干細胞研究取得的進展使得在實驗室培養皿中能夠將病人的皮膚細胞轉化為心臟細胞、腎臟細胞和肝細胞等,這就給科學家們提供希望:有朝一日,這些細胞能夠替換器官移植用于治療器官衰竭病人。但是將這些細胞成功地移植到病人的功能衰竭的器官中仍然是一個重要的臨床挑戰。
如今,來自美國加州大學舊金山分校和德國海德堡大學醫院的研究人員在小鼠體內證實在肝臟內產生健康的新的肝細胞是可能的,這就使得細胞移植是不必要的。更重要的是,他們是將肝臟內導致肝病的細胞(即肌成纖維細胞)轉化為健康的新的肝細胞,因而同時降低肝臟損傷和改善肝臟功能。
Willenbring說,“該方法如此有效的部分原因是肝臟是一個具有自然再生能力的器官,因此它能夠非常好地適應新的細胞。我們觀察到轉化后的細胞不僅在功能上整合進肝臟組織中,而且也能夠分裂和增殖,從而導致新的肝臟組織塊產生。”
在美國,超過60萬人遭受終末期肝病或肝硬化的折磨。*可用的治愈方法就是肝臟移植,但是供者肝臟短缺意味著在美國每年只有6千人受益于這種療法,而超過3.5萬人因這種疾病死亡。 肝纖維化是肝臟漸進性形成瘢痕組織,是肝臟疾病的主要觸發因子。當肝細胞不能夠足夠快速地再生而趕不上酒精等有毒物質或丙型肝炎或脂肪肝等疾病導致的損傷時,肝纖維化就產生了。肌成纖維細胞(myofibroblast)填充肝細胞死亡后留下的空隙,形成類似瘢痕組織的纖維化組織。
肝纖維化發展過程緩慢,但是能夠導致嚴重的肝功能衰竭:一個人在25歲感染上丙型肝炎病毒(HCV),可能在幾十年內感覺很好,然后在50歲時突然開始經歷疲勞、昏眩、惡心、挫傷、腹瀉和黃疸,這表明終末期肝病開始發作。原因在于只要肝臟有至少20%是功能性的,它就能適應,但是一旦它低于這一臨界閾限,病人通常在兩年內死亡。
Willenbring致力于利用干細胞生物學技術產生新的肝細胞(比如,由病人的皮膚細胞轉化而來)以便能夠替換組織移植來治療肝臟衰竭。然而,未預料到的是,當Willenbring和他的實驗室接近實現這一夢想時,他不得不意識到這種細胞療法可能不能用于治療絕大多數肝臟衰竭患者,這是因為肝臟內糾纏在一起的纖維化組織本身會破壞移植細胞的成功定植。
研究人員在肝病小鼠體內證實裝填上改變細胞命運的混合物的AAV6確實感染肌成纖維細胞,并且將它們轉化為功能性的肝細胞。新產生的肝細胞數量相對較少---不到接受治療的小鼠體內所有肝細胞的1%,但是這仍然足以降低肝纖維化和改善肝臟功能。
研究人員說,在培養皿中,這種病毒方法也地將人肌成纖維細胞轉化為功能性的肝細胞,但是還需要開展更多研究以便讓這種方法也能用于病人體內。特別地,Willenbring實驗室正在努力將這種方法中所使用的混合物包裝到單個病毒中,以便降低潛在的副作用和簡化臨床開發。該實驗室也正在努力將讓AAV6病毒對肌成纖維細胞的特異性變得更強,這是因為在當前的這項研究中,該病毒也能夠感染肌細胞和免疫系統中的一些細胞,不過不能將它們轉化為肝細胞,而且也不會明顯地影響它們的功能。
Willenbring說,這些新的結果提示著在發生纖維化的肝臟中,相比于細胞移植方法,這種方法可能能夠更加地和穩定地改善肝臟功能,并且補充道,一旦病毒包裝得到優化,這種療法可能能夠在眾多醫學機構中低成本地開展,而不僅僅是在能夠開展干細胞移植的專科醫院中開展。