科学家们将皮肤细胞转化为有功能的肝细胞
再生医学的力量现在允许科学家将皮肤细胞转化为与心脏细胞、胰腺细胞甚至神经元非常相似的细胞。然而，一种产生完全成熟的细胞的方法——这是拯救生命的治疗的关键前提——已经被证明要困难得多。但现在，格莱斯顿研究所(Gladstone Institutes)和加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco, UCSF)的科学家们取得了重要突破:他们发现了一种方法，可以将皮肤细胞转化为成熟的、功能齐全的肝细胞，即使移植到经过改造以模拟肝功能衰竭的实验动物体内，这些细胞也能自我生长。
在以前对肝脏的研究中细胞重新编程在美国，科学家们很难获得干细胞来源的肝脏细胞一旦被移植到现有的肝组织中。但格莱斯顿-加州大学旧金山分校的团队找到了解决这个问题的方法。写在最新一期的杂志上自然，格拉德斯通高级研究员丁盛博士和UCSF副教授Holger Willenbring博士的实验室研究人员揭示了一种新的细胞重编程方法，将人类皮肤细胞转化为肝细胞这些细胞与构成原生肝组织的细胞几乎没有区别。
这些结果为数百万肝功能衰竭患者带来了新的希望，肝功能衰竭是一种越来越常见的导致进行性和不可逆的肝功能丧失的疾病。目前，唯一的选择是昂贵的肝脏移植。因此，科学家们长期以来一直将干细胞技术视为一种潜在的替代方案。但迄今为止，他们基本上都是空手而归。
“早期的研究试图重新编程皮肤细胞，使其恢复到多能的、类似干细胞的状态，以便生长肝细胞，”该论文的资深作者之一丁博士解释说，他也是加州大学旧金山分校(UCSF)的药物化学教授，格莱斯顿大学隶属于该学院。“然而，产生这些所谓的诱导多能干细胞(iPS细胞)，然后将它们转化为肝细胞并不总是能完全转化。因此，我们认为，与其将这些皮肤细胞一直恢复到多能干细胞状的状态，不如将它们带到中间阶段。”
这项研究由格莱斯顿的罗登贝瑞干细胞研究中心和加州大学旧金山分校的布罗德再生医学和干细胞研究中心联合进行，涉及使用重编程基因和化合物的“鸡尾酒”将人类皮肤细胞转化为类似内胚层的细胞。内胚层细胞是最终发育成人体主要器官的细胞，包括肝脏。
而不是采取皮肤细胞回到最开始，我们只做了一部分，创造了类似内胚层的细胞，”格莱斯顿和CIRM博士后学者朱saiyong博士补充道，他是该论文的主要作者之一。“这一步使我们能够产生大量的细胞库，这些细胞更容易被诱导成肝细胞。”
接下来，研究人员发现了一组基因和化合物，可以将这些细胞转化为功能正常的肝细胞。几周后，研究小组开始注意到一个变化。
“这些细胞开始呈现出肝细胞的形状，甚至开始执行常规的肝细胞功能，”UCSF博士后学者Milad Rezvani医学博士说，他是该论文的另一位主要作者。“它们还不是完全成熟的细胞，但它们已经在前进的路上了。”
现在，研究小组受到了培养皿中这些初步结果的鼓舞，他们想看看在实际肝脏中会发生什么。因此，他们将这些早期肝细胞移植到老鼠的肝脏中。在九个月的时间里，研究小组通过测量肝脏特异性蛋白质和基因的水平来监测细胞的功能和生长。
移植两个月后，研究小组注意到小鼠体内人类肝脏蛋白水平的提高，这表明移植细胞正在变成成熟的、有功能的肝细胞。9个月后，细胞生长没有放缓的迹象。这些结果表明，研究人员已经找到了成功再生肝组织所需的因素。
UCSF肝脏中心副主任、该论文的另一位资深作者威伦布林博士补充说:“还有许多问题有待解决，但这些细胞在移植后几个月就能完全成熟并生长，这一事实非常有希望。”“在未来，我们的技术可以作为不需要完全器官替换的肝功能衰竭患者的替代方案，或者由于供体器官可用性有限而无法进行移植的患者。”
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