胚胎干細胞體外分化為肝細胞的實驗研究.pdf

1、建立胚胎干細胞體外分化肝細胞的實驗體系是開展肝臟發(fā)育的細胞與分子調(diào)控機制、胚胎發(fā)育過程中中胚層和內(nèi)胚層間的相互作用規(guī)律以及肝細胞分化發(fā)育調(diào)控和相關(guān)疾病防治藥物篩選等研究的重要基礎(chǔ)，同時也可以為開展肝細胞移植、肝組織工程、生物人工肝等研究提供有效的細胞來源，因此目前該方面的研究備受關(guān)注。本文首先建立了一種擬胚體形成的新方法，在此基礎(chǔ)上，利用不同細胞因子組合，通過擬胚體途徑成功誘導了胚胎干細胞向肝細胞分化，同時建立了組蛋白去乙酰化酶抑制劑體

2、外直接誘導胚胎干細胞分化肝細胞的體系，并發(fā)現(xiàn)分化過程中伴隨細胞周期阻滯和細胞凋亡，在此誘導分化過程中，首次分離鑒定到一類新型的前體細胞，具有肝干/祖細胞的典型標志和雙分化潛能，從而為肝臟早期發(fā)育調(diào)控的細胞與分子機制等研究提供了良好的體外模型。 當前，有關(guān)胚胎干細胞分化各種不同譜系細胞的研究多通過擬胚體途徑模擬早期胚胎發(fā)育過程來進行，因此擬胚體常作為胚胎發(fā)育尤其是早期譜系決定、胚層相互誘導等研究的體外模型。我們以小鼠ES-D3細胞

3、系為材料，利用SIM小鼠來源的ST0成纖維細胞系，建立了一種飼養(yǎng)層細胞介導的擬胚體形成新方法。與傳統(tǒng)擬胚體制作方法相比，具有操作簡便，實驗體系和結(jié)果穩(wěn)定，可以大量獲取擬胚體等優(yōu)點，得到的擬胚體70％以上都可以發(fā)育形成成熟的囊狀擬胚體，分化潛能研究顯示其具有分化為神經(jīng)細胞、心肌細胞和肝細胞等三胚層來源細胞的能力，在此基礎(chǔ)上，利用aFGF、bFGF和BMP4等細胞因子組合，成功誘導了胚胎干細胞向肝細胞分化，并發(fā)現(xiàn)由橫膈間充質(zhì)分泌的BMP4可

4、以顯著增強肝細胞的分化，在早期誘導信號中，aFGF和bFGF的作用類似。 與細胞因子誘導劑相比，化學合成的誘導劑具有半衰期長、作用穩(wěn)定、效應明確等特點，更適合于干細胞的長期分化誘導過程。我們采用丁酸鈉和丙戊酸鈉兩種HDAC抑制劑作為肝細胞分化誘導劑，成功建立了胚胎干細胞體外直接分化肝細胞的實驗體系，并發(fā)現(xiàn)HDAC抑制劑在誘導肝細胞分化過程中伴隨著細胞周期阻滯和凋亡，其中CDK抑制劑p21Waf1可能參與了HDAC抑制劑誘導的細胞

5、周期阻滯。鑒于胚胎干細胞具有正常細胞和癌細胞兩方面的特性，HDAC抑制劑誘導胚胎干細胞向肝細胞的分化可以作為研究組蛋白(去)乙?；揎椪{(diào)控基因表達的模型。在HDAC抑制劑誘導肝細胞分化過程中，我們還首次分離鑒定到一類新型的前體細胞，這類細胞表達肝干/祖細胞的典型標志，具有向肝細胞和膽管上皮細胞的雙分化潛能，且分化得到的成熟肝細胞具有白蛋白、糖原合成，細胞色素P450活性，對CCl4引起的小鼠肝損傷具有一定的修復作用，因此可以為肝組織工程