体外肝细胞损伤模型分子机制探讨

肝损伤是临床常见的危害人类健康的疾病,是各种原因引起肝脏疾病的共同的表现,也是各型肝病共同的病理基础。建立稳定可靠体外肝细胞损伤模型,对于肝损伤病理机制研究及有效防治肝损伤药物筛选提供了前提。针对肝细胞损伤分子机制不同,目前已成功建立基于免疫损伤、氧化损伤、脂肪损伤等体外肝细胞损伤模型,用于临床药物筛选及疗效作用机制研究,本文对目前常见体外肝细胞损伤模型及其发生的分子生物学机制进行探讨。     

人源肝脏类器官的研究及应用进展

肝脏是人体的主要代谢器官,在维持人体内环境稳态过程中起着关键调控作用。近年来,肝脏疾病严重威胁着人类健康,然而使用目前体外培养的细胞系和体内动物模型均无法深入揭示人肝脏疾病的发病机制,探索出有效潜在治疗靶点。人源肝脏类器官(human liver organoids, HLOs)是从人源细胞经体外3D分化培养得到的细胞团,能在体外模拟人肝脏的结构和功能,为人们理解肝脏生理结构、体外模拟肝脏疾病和开发治疗肝脏疾病药物提供了新模型。总结近年来具有代表性的HLOs模型的建立策略及应用,探讨目前HLOs模型存在的缺陷,以期为推动HLOs向临床应用提供参考。     

磷脂酰胆碱对酒精性肝病保护作用的研究进展

酒精性肝病已逐渐成为第二大肝脏疾病,威胁着人类的健康。乙醇引发肝损伤的机制主要包括其代谢产物乙醛对肝细胞造成的毒性作用、自由基损伤及对肝脏线粒体产生的毒性作用等。已证实,磷脂酰胆碱对酒精肝损伤具有明显的保护作用。简要介绍了酒精肝病机制及磷脂酰胆碱对酒精性肝损伤的保护作用研究进展,以期为治疗酒精性肝病提供帮助。     

诱导性多能干细胞与肝样细胞分化

肝脏疾病正逐渐成为全球棘手的医疗问题。肝细胞是肝脏生理活动的主要承担者,在肝脏疾病的研究以及药物的研发和测试方面有着举足轻重的作用。然而,体外分离培养的原代肝细胞面临在体外不能无限增殖和稳定表达肝脏特异基因等问题。有强大的自我更新能力和三胚层分化潜能的诱导性多能肝细胞(iPSCs)能被诱导因子、外源基因和小分子化合物等定向诱导分化为功能性肝细胞。同时,还避免了伦理、宗教以及免疫排斥等诸多问题。本文简要综述了从不同策略诱导iPSCs成为功能性肝细胞的研究方法和成果,并对该领域进行小结和展望。     

经由线粒体损伤诱发的药源性肝损伤研究进展

线粒体是物质氧化和能量转换的场所,在能量代谢及自由基的产生、衰老、凋亡中起着重要作用。线粒体的呼吸链缺陷、代谢酶失活、结构改变、基因突变等因素都会影响整个细胞的正常功能,从而导致病变的发生。线粒体是药物毒性作用的重要靶标,肝脏作为药物代谢的重要脏器,也是药物引发损伤的主要靶器官。一些抗病毒药物、抗肿瘤药物和抗生素等可显著诱导肝脏线粒体损伤。药物主要通过改变线粒体结构、酶的活性或减少mtDNA 的合成,进一步破坏β- 脂质氧化和肝细胞的氧化能力,最终诱发肝损伤。综述药源性肝损伤领域有关线粒体损伤的研究进展,为预防和诊断药源性肝损提供思路。     

小鼠胎肝细胞透明质酸3D培养体系的建立

为了利用透明质酸建立小鼠胎肝细胞3D培养体系,分离获得胚胎12~14d胎肝细胞,利用KM培养基进行初步2D肝干/祖细胞的筛选培养,并利用透明质酸及KM培养基配制水凝胶建立3D细胞培养体系.胎肝细胞在2D体系中呈现克隆状生长.分离培养获得的肝干/祖细胞,克隆在透明质酸建立的3D培养体系保持增殖活性,并进一步获得肝细胞功能特性,表现为3D培养上清中白蛋白合成和尿素水平显著增加.定量PCR结果显示,随着3D培养时间的延长,其肝细胞干性标志如AFP、CK19、Ep CAM、Prox1等表达水平都大幅度降低且接近成年小鼠肝脏表达水平.本研究成功建立基于透明质酸的小鼠胎肝细胞的3D无血清培养体系,并可促进小鼠胎肝细胞的肝细胞功能进一步成熟.     

免疫性损伤小鼠肝脏的基因表达谱变化

采用卡介苗和脂多糖联合诱导的方法建立小鼠免疫性肝损伤模型, 分别提取正常对照组与免疫性肝损伤组小鼠的肝脏总RNA, 经反转录用Cy3-dUTP和Cy5-dUTP分别标记制备对照组与模型组来源的cDNA探针, 并将cDNA探针与小鼠基因表达谱芯片杂交, 杂交结果经芯片扫描仪扫描并用相关软件进行分析. 结果表明, 与对照组相比, 免疫性肝损伤组有293条基因发生了差异表达, 其中188条基因表达量明显上调, 另外105条基因表达量明显下调. 通过对一些关键差异表达基因的生物学功能分析表明, 卡介苗与脂多糖联合诱导的小鼠免疫性肝损伤的发生、发展过程与肝细胞的免疫反应、细胞合成与代谢、细胞凋亡及转运等过程密切相关, 这对进一步阐明免疫性肝损伤高度相关的基因表达调控网络, 进而阐明免疫性肝损伤的病理机制具有十分重要的作用.     

灵芝子实体多糖对小鼠急性酒精肝损伤预防的代谢组分析

灵芝多糖是灵芝的主要药理活性成分之一。本研究通过检测血清指标分析灵芝子实体多糖（Ganoderma lingzhi fruitbody polysaccharides,GLFPS）对小鼠急性酒精性肝损伤的预防作用并结合代谢组学探究作用机制。结果显示,GLFPS显著抑制因酒精作用而升高的小鼠血清中ALT、AST、TG、TC和ADH水平。通过代谢组分析,在模型组与对照组中得到85个差异代谢物,其中三磷酸腺苷（adenosine triphosphate）、L-天门冬氨酸（L-aspartic acid）以及赖氨酸（L-lysine）等在相互作用网络中起重要作用,说明酒精能引起小鼠肝脏腺苷和氨基酸代谢的改变。GLFPS组与模型组有58个差异代谢物,主要包括脂质和有机氧化物,说明GLFPS可以通过调节小鼠肝脏中脂质与有机化合物代谢来预防急性酒精肝损伤。对差异代谢物进行KEGG富集分析发现主要涉及胆碱代谢、甘油磷脂代谢和ABC转运蛋白。GLFPS能够有效缓解这3个代谢通路中因酒精作用发生明显改变的代谢。综上可见,灵芝子实体多糖能够通过调节小鼠胆碱代谢、甘油磷脂代谢以及部分ABC转运蛋白有效预防酒精性肝损伤。     

小鼠胎肝细胞透明质酸3D培养体系的建立

目的 利用透明质酸建立小鼠胎肝细胞3D培养体系。 方法 分离获得胚胎12-14天胎肝细胞,利用KM培养基进行初步2D肝干/祖细胞的筛选培养,并利用透明质酸及KM培养基配制水凝胶建立3D细胞培养体系。 结果 胎肝细胞在2D体系中呈现克隆状生长。分离培养获得的肝干/祖细胞克隆在透明质酸建立的3D培养体系保持增殖活性,并进一步获得肝细胞功能特性,表现为3D培养上清中白蛋白合成和尿素水平显著增加。Q-PCR结果显示随着3D培养时间的延长,其肝细胞干性标志如AFP、CK19、EpCAM、Prox1等表达水平都大幅度降低且接近成年小鼠肝脏表达水平。 结论 本研究成功建立基于透明质酸的小鼠胎肝细胞的3D无血清培养体系,并可促进小鼠胎肝细胞肝细胞功能进一步成熟。     

自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用

自噬是一个通过降解细胞组分如细胞器和蛋白质等以维持细胞存活和功能的重要的溶酶体途径。肝脏作为新陈代谢的中枢器官,肝脏高度依赖于自噬以发挥正常功能并防止疾病发展。肝细胞自噬的改变参与肝损伤,脂肪肝等肝病的病理变化,以自噬为靶点寻求治疗各种肝病的方法已成为热点研究领域,但自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用极其机制尚不清楚。本文对自噬在肝脏蛋白质和脂质代谢中的作用的最新进展进行综述。     

促肝细胞生长物质对实验性肝损伤动物的肝脏修复作用

本实验测定了促肝细胞生长物质对CCl4 诱导的中毒性肝损伤及D 氨基半乳糖致急性肝衰竭的动物的恢复与治疗作用 ,发现促肝细胞生长物质能促进受损肝细胞的增长 ,迅速降低肝损伤后的ALT水平 ,降低肝衰竭动物的死亡率 ,对肝脏起很好的保护作用。并发现促肝细胞生长物质还能减少受损肝组织中的纤维细胞 ,防止肝硬化的形成。     

LPS／D—GalN诱发ⅣF—KB转基因小鼠急性致死性肝损伤模型的建立

目的以NF—KB转基因BALB／c小鼠建立一个LPS／D—GaIN诱发的急性致死性肝损伤模型。方法采取腹腔注射高剂量的LPS／D-GalN建立急性致死性肝损伤小鼠模型,观察模型小鼠的促炎症细胞因子水平和NF—KB的活性改变,以及肝脏功能和病理改变情况。结果模型组小鼠生存时间为8—10h,模型建立后小鼠血清TNF—a、IL-6和MCP-1水平显著升高,在2—4h达到高峰;肝脏外观出现瘀血和出血,肝脏小叶被严重破坏,肝细胞严重坏死和出血;血清ALT／AST水平在模型诱发后持续迅速上升;整体成像显示胛-KB的活性在4～6h达到高峰。正常对照组小鼠以上指标无显著变化。结论成功建立LPS／D-GalN诱发的M-船转基因小鼠的急性致死性肝损伤模型。     

模拟微重力条件下心肌细胞的体外三维固定化培养

观察心肌细胞体外培养形成三维(3D)组织结构的能力和过程及心肌细胞在模拟微重力状态下的3D固定化培养效果。应用酶消化法从新生的乳鼠心室肌组织获取心肌细胞,以Cytodex3为心肌细胞的3D固定化培养载体,将心肌细胞固定化培养于Spinnerflask中,用扫描电镜观察心肌细胞体外培养形成的3D组织结构;以心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度为观察指标,比较心肌细胞在Spinnerflask及HARV(highaspectratevessel)生物反应器中3D固定化培养的差异。结果显示,心肌细胞不仅能贴附于Cytodex3上生长,且形成了具有同步自律收缩的3D组织样结构;心肌细胞在两种不同培养体系中的细胞接种效率和细胞形态没有明显差异,培养于HARV中的心肌细胞的代谢效率和细胞搏动强度均明显高于Spinnerflask培养体系。体外培养的乳鼠心肌细胞具有形成同步自律收缩的3D组织结构的能力;模拟微重力的培养环境有利于改善心肌细胞3D组织样培养物的代谢和功能 。     

冬虫夏草菌丝提取物对化学性肝损伤的辅助保护作用

为明确冬虫夏草菌丝提取物对急性肝损伤小鼠谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、肝细胞变性及坏死程度的影响,采用四氯化碳（CCl4）诱导小鼠急性化学性肝损伤模型,将动物随机分成5组,分别是空白对照组、模型组、冬虫夏草菌丝提取物低剂量组（1.11g/kg BW）、中剂量组（3.33g/kg BW）、高剂量组（10.00g/kg BW）,检测血清ALT、AST值,并取肝脏作病理切片,观察肝脏的病理损伤情况。冬虫夏草菌丝提取物高剂量组能明显降低CCl4急性肝损伤小鼠血清ALT值,减轻肝细胞坏死程度,表明冬虫夏草菌丝提取物对化学性肝损伤有辅助保护功能。     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

聚乙二醇修饰重组细胞珠蛋白对小鼠急性肝损伤的保护作用

旨在探究聚乙二醇修饰重组细胞珠蛋白(PEG modified recombinant cytoglobin,PEG-rCygb)对小鼠急性肝损伤的保护作用。采用CCl4诱导KM小鼠急性肝损伤模型,尾静脉注射PEG-rCygb,收集血清及肝脏组织检测各项生化指标及组织病理学变化。结果表明,PEG-rCygb治疗组小鼠肝脏系数减小,血清中AST﹑ALT水平降低,肝组织匀浆中MDA含量减少,GSH含量增加,T-SOD、CAT活性升高。肝组织切片HE染色显示PEG-rCygb可以缓解肝细胞脂肪变性,减少炎症因子,减轻肝细胞损伤。体外细胞学实验表明rCygb经PEG修饰后对H2O2造成的肝星状细胞(HSC)氧化损伤发挥的保护作用增强。研究结果显示PEG-rCygb提高了机体对自由基的清除能力,对CCl4引起的小鼠急性肝损伤具有保护作用。     

全反式视黄酸通过RARα对铁调节蛋白2的基因表达的影响

目的：通过体外肝细胞培养来研究全反式视黄酸（atRA）对铁调节蛋白2（IRP2）的影响。方法：体外实验将大鼠原代肝细胞按Seglent法分离后,随机分为严重缺乏组 A、边缘性缺乏组B、正常生理组C、治疗剂量组D、RARα阻抑组E,分别给予0、0.5、1.0、50μmol/L全反式视黄酸和50μmol/L全反式视黄酸+10μmol/L RO培养96h。用逆转录—聚合酶链反应（RT-PCR法）检测肝脏的IRP2 mRNA的表达。结果：大鼠全反式视黄酸缺乏时,肝脏IPR2 mRNA表达增强（P＜0.05）,补充全反式视黄酸后,IPR2 mRNA表达减弱,但阻抑RARα后,VA这种作用减弱。结论：全反式视黄酸可通过RARα改变IRP2 mRNA的转录来影响铁代谢。     

具有保肝作用的天然药物开发进展

肝脏是机体代谢的最主要场所,也是机体最容易遭受到损伤的脏器之一,各种因素引起的肝损伤已成为威胁人类健康的重要疾病之一。肝损伤机制主要与线粒体损伤、自由基脂质过氧化、炎症细胞因子分泌和细胞膜损伤有关。目前已报道很多天然药物具有显著保肝作用,且具有疗效稳定、副作用低、多途径作用、作用温和持久等优势,已广泛用于肝脏疾病的防治。本文对肝损伤的生理机制以及具有保肝作用的天然药物开发进展进行了综述,提出了目前存在的一些问题并进行了展望。     

维生素E、微量元素锌和硒对大鼠体外原代肝细胞及储脂细胞胶原代谢的影响

对维生素E、微量元素锌和硒对大鼠肝脏细胞胶原代谢的调控进行了体外研究。结果表明:肝细胞和储脂细胞均参与肝脏的胶原代谢;环境中维生素E浓度的提高可抑制肝细胞和储脂细胞的核酸合成,对细胞蛋白合成的促进作用不明显,但对细胞胶原蛋白的合成却有选择性抑制作用;环境中微量元素锌和硒浓度的适当提高对肝细胞和储脂细胞的核酸增殖和蛋白质合成均有明显促进作用,但对细胞胶原蛋白合成具有相对抑制作用,若锌和硒的浓度过高则对细胞有损害。总之,营养环境的不同将大大影响肝脏胶原的代谢,因此对肝病病人给予合理的营养膳食可能有助于防止肝硬化的恶化。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的研究

肝脏是体内最重要、最复杂的器官之一,是机体物质代谢的核心,具有生物分化和免疫等重要功能;同时,肝脏也是一个极易受损伤的器官,病毒、肿瘤等会导致肝脏功能的缺损甚至累及生命;而随着肝移植技术的发展,肝细胞移植有望成为治疗肝功能衰竭的一种新方法。干细胞是一类具有自我更新、增殖和分化能力,特别是具有向肝脏干细胞、肝细胞及血管内皮细胞分化潜能的一类细胞,因而干细胞有望成为肝组织工程新的种子细胞来源。因此,本文对骨髓间充质干细胞的分离、培养,定向诱导肝细胞的影响因素以及应用前景等几方面的内容进行了总结。