"/>
最近,中國的一組科研人員的研究成果顯示:共表達凝血因子VIII、IX (coagulation factor-VIII or coagulation factor- IX ,F(xiàn)-VIII or F-IX)的胚胎干細胞(embryonic stem cell,ESC)源性肝細胞或可為血友病替代療法提供新型種子細胞來源。目前研究人員已通過細胞學實驗及分子生物學實驗證明由胚胎干細胞誘導分化得來的功能性肝細胞具有在體外合成并分泌凝血因子VIII、IX的能力。
血友?。℉emophilia)是目前臨床上最常見的先天性凝血障礙性疾病。其最主要的發(fā)病機制是由于凝血因子VIII或/和IX基因的突變或缺失,凝血因子VIII、IX缺陷分別導致血友病A和B的發(fā)生,其臨床癥狀的嚴重程度與血液循環(huán)中凝血因子VIII、IX蛋白的水平密切相關。替代治療被認為是目前的標準治療方法,但是重組或血漿來源的凝血因子VIII、IX極易在血液循環(huán)中降解,并且其費用也非常昂貴。轉基因技術雖然可以從根本上糾正凝血因子表達缺陷,但是基因表達效率低、維持時間短并引起免疫反應。肝臟是產(chǎn)生凝血因子II 、V、 VII、VIII、IX 和X的器官,所以,凝血因子VIII和IX缺陷是肝細胞替代治療的適應證。但供體肝細胞匱乏、培養(yǎng)肝細胞增殖能力差,以及經(jīng)過凍存的肝細胞活力低等關鍵問題一直難以得到有效地解決,限制了肝細胞的應用。
胚胎干細胞是從哺乳動物的囊胚內(nèi)細胞群經(jīng)體外培養(yǎng)并分離克隆出來的一種原始、高度未分化細胞。胚胎干細胞具有自我復制、更新和發(fā)育全能性并能產(chǎn)生后代的能力,在特定條件下可分化為人體200 多種細胞類型,所以可用于構建心、肝、腎等各種組織和器官的研究。越來越多的研究表明,胚胎干細胞由于其無限增殖能力和多向分化潛能,有望為細胞移植治療各種難治性疾病提供新的細胞來源。目前誘導胚胎干細胞分化為肝細胞的研究已取得一定進展,但國際上關于胚胎干細胞源性肝細胞是否表達凝血因子的報道仍非常有限。如果可以成功建立一種共表達凝血因子VIII、IX的胚胎干細胞源性肝細胞的培養(yǎng)體系,將有望為血友病A和B的細胞替代治療提供充足的、新型“種子”細胞來源。
凝血因子VIII、IX由成熟肝臟細胞合成并分泌,而高效誘導胚胎干細胞分化為功能性成熟肝細胞仍是目前干細胞研究領域的一大難點。研究人員建立了一種高效誘導胚胎干細胞向肝細胞分化的培養(yǎng)體系,通過表觀遺傳學修飾及多種誘導因子聯(lián)合貫續(xù)應用,獲得了更加接近于成熟肝細胞的胚胎干細胞源性肝細胞,并進一步證實所獲得的胚胎干細胞源性肝細胞具有在體外合成并分泌凝血因子VIII、IX的能力。
這篇研究發(fā)表在最新一期《中國藥理學報》[Acta Pharmacologica Sinica 2010: 1-9]上,由中山大學附屬孫逸仙紀念醫(yī)院肝膽胰外科閔軍教授、陳亞進教授以及曹君博士領導的研究小組完成,并獲得國家863基金及國家自然基金資助。研究小組將組蛋白去乙?;敢种苿┒∷徕c、骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(BMP-4)及堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)聯(lián)合作用,促使小鼠胚胎干細胞分化為內(nèi)胚層細胞和肝臟前體細胞,分化后期在肝細胞生長因子(HGF)、抑瘤素M(OSM)和地塞米松(DEX)作用下,肝臟前體細胞可以進一步分化為成熟肝臟細胞。研究人員同時通過RT-PCR、real-time PCR、western blot、和流式細胞技術檢測到凝血因子Ⅷ、Ⅸ在基因及蛋白水平的共表達。流式細胞技術分析結果顯示凝血因子Ⅷ、Ⅸ雙陽性的肝細胞比例達到70%以上,在作為對照的自發(fā)分化細胞中則無上述因子的表達。而經(jīng)ELISA技術對細胞培養(yǎng)上清的檢測,更是證實了此種由胚胎干細胞源性肝細胞所合成的凝血因子Ⅷ、Ⅸ能夠成功地被分泌至細胞外。由此,該研究小組建立了一個新穎的誘導小鼠胚胎干細胞分化為穩(wěn)定共表達凝血因子Ⅷ、Ⅸ的成熟肝細胞分化體系,并明確組蛋白去乙?;敢种苿┒∷徕c與細胞因子BMP-4和bFGF對小鼠胚胎干細胞的肝系分化具有協(xié)同促進作用。在課題組開展的上述研究中,之所以能夠獲得高純度的共表達凝血因子Ⅷ、Ⅸ的小鼠胚胎干細胞源性肝細胞,重要原因之一為誘導分化因子丁酸鈉的作用。丁酸鈉是一種組蛋白去乙酰化酶抑制劑,可以通過組蛋白修飾的方式使組蛋白超乙酰化,并激活一些轉錄因子,使其結合并激活某些基因,從而誘導細胞分化。
閔軍教授和陳亞進教授的研究小組表示,該研究證實了共表達凝血因子VIII、IX的胚胎干細胞源性肝細胞在血友病替代療法中的潛在價值,所獲得的更加接近于成熟肝細胞的功能性分化細胞將為細胞體內(nèi)移植實驗提供充足、安全的細胞來源,進一步為干細胞移植治療血友病的更深入研究奠定堅實的實驗基礎。