肝衰竭是多種因素引起的嚴(yán)重肝臟損害，導(dǎo)致其合成、解毒、排泄和生物轉(zhuǎn)化等功能發(fā)生嚴(yán)重障礙或失代償，出現(xiàn)以凝血機(jī)制障礙和黃疸、肝性腦病、腹水等為主要表現(xiàn)的一組臨床癥候群[1]。在中國，肝衰竭主要是肝炎病毒（主要是乙型肝炎病毒）引起的[2]。肝衰竭來勢兇猛、進(jìn)展快、療效差、并發(fā)癥多，病死率高，預(yù)后不良。目前治療肝衰竭主要有內(nèi)科藥物治療，人工肝治療及肝移植。內(nèi)科藥物治療起效慢，且效果不佳。人工肝治療主要通過血液凈化手段臨時替代患者肝臟部分功能，它是一種替代療法，不能永久替代肝臟功能。目前肝移植是治療終末期肝病最理想的選擇，但是受供體器官短缺、終生需要免疫抑制劑及費(fèi)用高等限制了它的臨床應(yīng)用。因此就迫切需要找到另外的方法治療肝衰竭，所采用的方法應(yīng)克服上述困難，因此細(xì)胞移植的方法就應(yīng)運(yùn)而生。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可通過干細(xì)胞的移植來抑制肝細(xì)胞的損害，促進(jìn)肝細(xì)胞的再生，達(dá)到治療肝衰竭的目的。而干細(xì)胞是一種具有自我更新、高度增殖以及多種分化潛能的未分化細(xì)胞，其分離分化受多種因素影響。而已知發(fā)現(xiàn)的白細(xì)胞介素對干細(xì)胞生長影響的研究很少。

本文就近幾年國內(nèi)外白細(xì)胞介素與骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的研究進(jìn)展作一綜述。

1 細(xì)胞移植干細(xì)胞的選擇

干細(xì)胞最大的特性是可塑性大，對組織再生的肝細(xì)胞基本要求是：具有多樣性，容易獲得，有增殖能力，體外轉(zhuǎn)化率高，可選擇細(xì)胞移植治療肝衰竭的干細(xì)胞有造血干細(xì)胞，成人肝臟干細(xì)胞和祖細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞及其他類型的細(xì)胞。

1.1造血干細(xì)胞 造血干細(xì)胞是從骨髓、臍帶血、外周血中分離出來的標(biāo)準(zhǔn)的多能干細(xì)胞，具有自我更新及分化增殖的能力，但他們在體外很難增殖，并且確定此類細(xì)胞的身份和表型主要靠選擇過程，但選擇的標(biāo)準(zhǔn)是有爭議的。

1.2成熟肝臟干細(xì)胞和祖細(xì)胞 成熟肝臟干細(xì)胞大約有四種主要類型：卵圓細(xì)胞、小肝細(xì)胞、肝上皮細(xì)胞和間質(zhì)樣細(xì)胞。在肝臟損傷時卵圓細(xì)胞來源于排膽汁的細(xì)胞，有兩種分化潛能，即分化成肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞，在體外能增殖，但是否起源骨髓還不清楚，同種類型在健康的肝臟能分離到。小肝細(xì)胞最先是Mitaka T在肝細(xì)胞離心方式獲得的，這種細(xì)胞小，體外有增殖能力，能分化成成熟的肝細(xì)胞，肝上皮細(xì)胞是Tsao MS最先報道的，在成人的肝臟中含量高[3]，間質(zhì)樣細(xì)胞團(tuán)也來自成人肝臟，這種細(xì)胞團(tuán)能高水平的增殖，巨大的分化潛能。肝臟內(nèi)的主要細(xì)胞形式為成熟的肝細(xì)胞。肝細(xì)胞是單能干細(xì)胞，對有害刺激的反應(yīng)迅速[4]。成熟肝臟干細(xì)胞雖然能分化成肝細(xì)胞，但其轉(zhuǎn)化具有諸多不足，如獲取肝細(xì)胞難度較大、異基因肝細(xì)胞可能產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)、體外培養(yǎng)易失去活性與功能等，因而不能成為滿意的治療細(xì)胞。

肝祖細(xì)胞在肝臟持續(xù)和嚴(yán)重的損傷后僅僅是邊緣的擴(kuò)張，無法補(bǔ)充成熟肝細(xì)胞的損傷。因此也難成為首選的治療細(xì)胞。

1.3骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是從骨髓中分離出來的[5]，也可以從其他組織中分離，如脂肪組織，胚胎，羊水，和臍帶血液[6，7]。在體內(nèi)，他們的功能和習(xí)性還不十分清楚[8]。在體外，間充質(zhì)干細(xì)胞有高度增殖的特性，容易轉(zhuǎn)染，且在體外展現(xiàn)巨大的分化潛能[9]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源于中胚層的成體干細(xì)胞，可以重復(fù)利用，釋放多種祖細(xì)胞，然后分化為各種功能性的細(xì)胞，如肝細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，骨細(xì)胞及內(nèi)胚層來源的細(xì)胞等[10]。由于它以下的優(yōu)勢，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞被認(rèn)為是目前細(xì)胞治療中的首選，第一、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以辨別各種來源于中胚層的組織細(xì)胞，當(dāng)組織細(xì)胞受到損傷時骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以自我復(fù)制用以補(bǔ)充細(xì)胞修復(fù)組織。第二、最新研究表明骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞用來治療時，可分泌可溶性的細(xì)胞因子來調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫環(huán)境。第三、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的微環(huán)境用以緩解炎癥因子及腫瘤因子對機(jī)體的損傷。盡管其機(jī)制還沒有完全的研究透徹，但是骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞已被用于多種疾病的治療如肝衰竭，移植物抗宿主疾病，骨髓移植后，心血管疾病，自身免疫性疾病等[11]。近期研究發(fā)現(xiàn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有多向分化及自我增殖的能力，具有分化成肝細(xì)胞的潛能，在肝臟損傷修復(fù)過程中，能參與修復(fù)損傷的肝組織，在肝臟疾病的治療中有廣闊的治療前景。而且骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞作為免疫系統(tǒng)的有效調(diào)節(jié)劑，與多種免疫細(xì)胞間有相互作用關(guān)系并可抑制白細(xì)胞或使之激活成特異性的抗炎因子[12]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能通過旁分泌途徑分泌細(xì)胞因子和生長因子，從而抑制炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、肝星狀細(xì)胞的激活及促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解，改善肝纖維化及促進(jìn)肝細(xì)胞的再生，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞不僅能增強(qiáng)肝臟再生的能力，而且還能抑制肝細(xì)胞的凋亡，修復(fù)受損肝細(xì)胞功能。其中最有利的是他們的免疫特性，即無明顯免疫源性，易形成免疫耐受，這就有利于細(xì)胞移植[13]。在動物實(shí)驗(yàn)中，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過門靜脈注入，肝動脈注入，周圍靜脈注射、腹腔內(nèi)注射或直接注入肝臟或脾臟等發(fā)現(xiàn)，其在不同的誘導(dǎo)條件下可分化為肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞、成骨細(xì)胞、骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞等[14，15]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可在肝細(xì)胞生長因子和成纖維細(xì)胞生長因子的培養(yǎng)基下分化成成熟肝細(xì)胞，分化率在30%～80%。從骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)獲得的肝細(xì)胞樣細(xì)胞能表現(xiàn)出肝細(xì)胞的功能，如產(chǎn)生白蛋白，儲存糖元，分化尿素，吸收低濃度的脂蛋白等[16]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是通過抑制細(xì)胞凋亡來促進(jìn)損傷的肝細(xì)胞達(dá)到修復(fù)作用[17]。它具有免疫抑制及抗炎作用，在慢性肝損傷中是另一種改善機(jī)制，可能涉及抗炎細(xì)胞因子的分泌（例如IL-10，IL-1Ra，）或者生長因子的分泌（例如肝細(xì)胞生長因子，血管內(nèi)皮生長因子或胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白）[17]。從骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的分離，培養(yǎng)到形成肝細(xì)胞樣細(xì)胞受到很多因素的影響，特別是受到許多細(xì)胞因子的影響，主要影響的是各個階段獲得的細(xì)胞數(shù)量，而細(xì)胞的數(shù)量對細(xì)胞移植治療肝衰竭尤為重要。一般來說，移植數(shù)目越多，治療肝衰竭就越易成功，相反治療效果就越差。

1.4其他類型的細(xì)胞 最后是其它類型細(xì)胞，如胎兒干細(xì)胞是體細(xì)胞分化的模板，但他的倫理的局限性和可能發(fā)生腫瘤而限定臨床應(yīng)用。單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞是否分化成肝細(xì)胞仍在研究中[18]。

2 白細(xì)胞介素與肝細(xì)胞再生

白細(xì)胞介素是由多種細(xì)胞產(chǎn)生并作用于多種細(xì)胞的一類細(xì)胞因子，由于最初是由白細(xì)胞產(chǎn)生又在白細(xì)胞間發(fā)揮作用而得名。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了29種白細(xì)胞介素，分別命名為白細(xì)胞介素1到白細(xì)胞介素29，功能復(fù)雜，形成一個網(wǎng)絡(luò)，相互重疊，是非常重要的細(xì)胞因子家族，在免疫細(xì)胞的成熟、活化、增殖和免疫調(diào)節(jié)等一系列過程中均發(fā)揮了重要作用，此外它們還參與多種生理及病理反應(yīng)。Conget等報道骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞表面有白細(xì)胞介素2、白細(xì)胞介素3及白細(xì)胞介素6及堿性成纖維細(xì)胞生長因子等多種細(xì)胞因子受體。目前研究與肝細(xì)胞有關(guān)的白介素有白介素6、白介素10。

恢復(fù)肝臟體積主要在于肝細(xì)胞的再生，研究表明肝細(xì)胞的再生受IL-6/Jak/STAT3通路的影響，在非病理及靜態(tài)下肝細(xì)胞并不進(jìn)行細(xì)胞的有絲分裂，在各種條件的刺激下，肝細(xì)胞能在IL-6或者TNF-α的作用下進(jìn)行有絲分裂。IL-6/STAT3信號通路是由IL-6受體，Jak激酶，gp130和STAT3共同組成的，IL-6受體形成2個復(fù)雜的gp130受體，當(dāng)其被IL-6識別后，馬上將信號傳遞給肝細(xì)胞，Jak激酶主要的責(zé)任是激活gp130受體和STAT3。IL-6通過激活STAT3發(fā)送有絲分裂信號給肝細(xì)胞，并在肝細(xì)胞的再生中扮演者重要的角色。STAT3激活是肝細(xì)胞再生的促動反應(yīng)，通過觀察IL-6缺失型小鼠肝部分切除后30min～3h STAT3的激活過程，STAT3活化是受抑制的，因此肝細(xì)胞再生與IL-6是通過激活STAT3是密切關(guān)聯(lián)的。TNF-α主要表達(dá)在庫普弗細(xì)胞中，主要激活NF-kB，增加IL-6的產(chǎn)生，與IL-6受體結(jié)合，激活激活STAT3發(fā)送有絲分裂信號給肝細(xì)胞，促進(jìn)肝細(xì)胞的再生。

研究表明，巨噬細(xì)胞激活和多種細(xì)胞因子的分泌在急性肝衰竭的發(fā)病機(jī)理中起著重要的作用，內(nèi)毒素，巨噬細(xì)胞的激活和促炎細(xì)胞因子都可能誘發(fā)CD163的表達(dá)[19]。而IL-10能上調(diào)CD163在單核細(xì)胞中的表達(dá)，從而減少肝細(xì)胞炎癥反應(yīng)。CD163和白介素IL-10在抗炎反應(yīng)扮演了一個重要的角色。有研究表明，IL-10和巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）可能誘導(dǎo)單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞，這可能進(jìn)一步上調(diào)CD163 mRNA和蛋白表達(dá)[20]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過調(diào)控抗炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素10及分泌白細(xì)胞介素1受體拮抗劑，從而減少前炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生，減輕肝臟的炎癥反應(yīng)。白細(xì)胞介素10可通過減少Bcl-2的表達(dá)及促進(jìn)FasL和Bax的表達(dá)促進(jìn)肝星狀細(xì)胞的凋亡。

3 展望

近年來隨著肝衰竭的發(fā)病率的增加，傳統(tǒng)的治療及器官的移植已經(jīng)不能滿足我們對疾病治療的期望，因此干細(xì)胞的移植成為研究的熱點(diǎn)。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有低免疫源性，自我復(fù)制及能夠分泌細(xì)胞因子或生長因子等多種優(yōu)勢，已經(jīng)成為我們干細(xì)胞移植的首選治療細(xì)胞。但是，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源少，并且隨著動物年齡的增長逐漸減少，而且骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的具體機(jī)制尚不明確，因此怎樣能夠大量獲得骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，促進(jìn)體內(nèi)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向肝細(xì)胞的分化及白細(xì)胞介素對骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化成肝細(xì)胞樣細(xì)胞的各個階段的影響，至今還沒有弄清楚。通過各種途徑對肝細(xì)胞特征性蛋白的mRNA轉(zhuǎn)錄水平、糖原染色等來分析誘導(dǎo)分化的效果，了解白細(xì)胞介素對干細(xì)胞生長的可能影響，能夠?yàn)楦杉?xì)胞移植治療肝衰竭提供積極的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]Lee W M.Acute liver failure[C]//Seminars in respiratory and critical care medicine.2012，33（1）：36-45.

[2]Bernal W，Hyyrylainen A，Gera A，et al.Lessons from look-back in acute liver failure？A single centre experience of 3300 patients[J].Journal of hepatology，2013，59（1）：74-80.

[3]Khuu D N，Najimi M，Sokal E M.Epithelial cells with hepatobiliary phenotype：Is it another stem cell candidate for healthy adult human liver？[J].World Journal of Gastroenterology，2007，13（10）：1554.

[4]Wang F，Zhou L，Ma X，et al.Monitoring of Intrasplenic Hepatocyte Transplantation for Acute-on-Chronic Liver Failure：A Prospective Five-Year Follow-Up Study[C]//Transplantation proceedings [J].Elsevier，2014，46（1）：192-198.

[5]Kim E J，Kim N，Cho S G.The potential use of mesenchymal stem cells in hematopoietic stem cell transplantation[J].Experimentalmolecular medicine，2013，45（1）：e2.

[6]Choi Y S，Jeong J A，Lim D S.Mesenchymal stem cell-mediated immature dendritic cells induce regulatory T cell-based immunosuppressive effect[J].Immunological investigations，2012，41（2）：214-229.

[7]Wang S，Qu X，Zhao R C.Clinical applications of mesenchymal stem cells[J].J Hematol Oncol，2012，5（1）：19.

[8]Javazon E H，Beggs K J，F(xiàn)lake A W.Mesenchymal stem cells：paradoxes of passaging[J].Experimental hematology，2004，32（5）：414-425.

[9]Barry F P，Murphy J M.Mesenchymal stem cells：clinical applications and biological characterization[J].The international journal of biochemistrycell biology，2004，36（4）：568-584.

[10]Kim E J，Kim N，Cho S G.The potential use of mesenchymal stem cells in hematopoietic stem cell transplantation[J].Experimentalmolecular medicine，2013，45（1）：e2.

[11]Frangogiannis N.G.Regulation of the inflammatory response in cardiac repair [J].Circ Res.2012，110（1）：159-173.

[12]Frangogiannis N G.Regulation of the inflammatory response in cardiac repair[J].Circulation research，2012，110（1）：159-173.

[13]Yuan S，Jiang T，Sun L，et al.The role of bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of acute liver failure[J].BioMed research international，2013.

[14]Sun L，F(xiàn)an X，Zhang L，et al.Bone mesenchymal stem cell transplantation via four routes for the treatment of acute liver failure in rats[J].International journal of molecular medicine，2014，34（4）：987-996.

[15]Ong S Y，Dai H，Leong K W.Hepatic differentiation potential of commercially available human mesenchymal stem cells[J].Tissue engineering，2006，12（12）：3477-3485.

[16]Poynter J A，Herrmann J L，Manukyan M C，et al.Intracoronary mesenchymal stem cells promote postischemic myocardial functional recovery，decrease inflammation，and reduce apoptosis via a signal transducer and activator of transcription 3 mechanism[J].Journal of the American College of Surgeons，2011，213（2）：253-260.

[17]Fujiyoshi M，Ozaki M.Molecular mechanisms of liver regeneration and protection for treatment of liver dysfunction and diseases[J].Journal of hepato-biliary-pancreatic sciences，2011，18（1）：13-22.

[18]M？ller H J，Nielsen M J，Maniecki M B，et al.Soluble macrophage-derived CD163：a homogenous ectodomain protein with a dissociable haptoglobin-hemoglobin binding[J].Immunobiology，2010，215（5）：406-412.

[19]Moller H J，Gronbok H，Schiodt F V，et al.Soluble CD163 from activated macrophages predicts mortality in acute liver failure[J].Journal of hepatology，2007，47（5）：671-676.

[20]袁淑芳，胡蘭英，姜濤，等.骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植肝衰竭大鼠CD163和白細(xì)胞介素10的表達(dá)[J].中國組織工程研究，2014，18（6）：919-925.

編輯/成森