肝病治疗这么难?最新研究为您解答:乙肝治愈新进展!
原代肝细胞
我们都知道科学家们研究疾病需要一些体外细胞模型。
肝细胞是肝脏中的主要细胞类型,执行多种功能并在代谢反应和药物清除。而且,人类肝细胞是几种肝病性病原体的唯一宿主,其中包括HBV,HCV和引起疟疾的疟原虫。
因此,肝细胞在许多疾病病因学的研究中异常重要。从人肝脏分离的原代人肝细胞(PHH)是研究肝细胞生物学如HBV感染机制,HBV治疗及筛药的金标准。
原代肝细胞使用的局限
然而,当前的PHH选择受制于捐赠者,高质量的PHH的可获得性非常有限,而且这些PHH的分离和采购需要高昂的经济成本,同时无法在培养中维持长期特殊功能。
此外,从患有肝病的患者中无法分离出高质量的PHH,因此较难在生理相关模型中研究可能的因果遗传变异关系。
而造成这些局限性的根本原因是,PHHs一旦分离就无法增殖,尽管它们能够在体内响应损伤而再生和扩增。
现在的研究已经在寻找人肝细胞的可再生来源,包括使用多能干细胞分化为类肝细胞。尽管使用了这种方法,产生从诱导的多能干细胞的患者特异性的肝细胞的能力,这些特异性类似于胎儿肝细胞,但并不是成熟的肝细胞。
目前措施
目前的方法已经继续发展到扩增PHH,这些方法包括类器官离体生长,或无限增殖化。一种广泛采用的方法是将PHH移植到具有各种形式的肝损伤的免疫缺陷小鼠中,以提供利于PHH扩增的培养环境。
已经有几种广泛使用的小鼠模型,通过小鼠的免疫缺陷刺激PHH的扩增,具体的刺激目前仍未确定,但推测这种扩展方法的作用是通过提供源自受损小鼠肝脏的信号,同时通过创建由于鼠肝细胞死亡而释放的空余空间来发挥作用的。
总而言之,这种特殊环境允许PHH移植到受损的支架中,并增殖以重新填充小鼠肝实质。一旦将这些嵌合肝脏高度人源化,就可以重新分离人肝细胞。
但是,迄今为止,这些嵌合体模型遭受了同样的困难,从而限制了未扩大的PHH的使用:大多数PHH供体的繁殖力很差,并且嵌合水平在动物之间是不一样的。
最新研究
来自美国康奈尔大学和洛克菲勒大学的一项研究发表在PNAS上的杂志描述了一种新方法,通过改善嵌合小鼠肝脏的人源化,可以扩展可用的PHH供体库。
具体来说,这项研究表明,通过这种方法,小鼠传代的原代人肝细胞(mpPHHs)可以成功地建立适合于药物代谢研究,而且也支持感染人类肝病原体感染包括HBV的长期培养。
并且值得注意的是,研究发现即使可铺平性差即质量不算好的的PHH也可以通过人源化的小鼠而扩增,并且这个方法似乎使几乎所有测试的mpPHH的后续可铺性转成正常化。
最重要的是,mpPHH可以用慢病毒载体高效转导,使用并且冻存后用于离体应用,或重新移植以生成携带基因修饰的人类移植物的人源化小鼠。
这项研究有两个巨大进步,其一是改善后的鼠肝人源化可以生产高质量的传代PHH,然后是这些PHH具备再次遗传修饰和移植的能力。
这两项进步让PHH模型得到了更大的完善,为而后需要的HBV完全治愈或者新药筛选提供了新的平台。
参考文献:Expansion, in vivo-ex vivo cycling, and genetic manipulation of primary human hepatocytes.