世界生命科學(xué)前沿動態(tài)周報（九十）

培養(yǎng)生成的肝臟干細(xì)胞被移植后顯示治療效果

     2012年2月25日科技日報：由于肝細(xì)胞具有豐富的生物醫(yī)學(xué)作用，如用于肝炎、藥物代謝和毒性、肝硬化移植以及其它慢性肝病的研究，數(shù)十年來，世界各地的科學(xué)家一直試圖再生出原代肝細(xì)胞?？傻侥壳盀橹?，也沒有實驗室能夠使用任何可用技術(shù)，在培養(yǎng)液中成功鑒別和培育出肝臟干細(xì)胞。

     在近期的《自然》雜志中，美國俄勒岡州波特蘭市朵貝克兒童醫(yī)院俄勒岡州健康科學(xué)大學(xué)佩普家庭兒科研究所內(nèi)科科學(xué)家們和荷蘭烏特勒支Hubrecht發(fā)展生理學(xué)和干細(xì)胞研究所的研究員們描述了一種能夠在培養(yǎng)皿中無限擴(kuò)增小鼠肝臟干細(xì)胞的新方法。

     “此研究為以類似方法培育出與小鼠肝臟干細(xì)胞相似的人類肝細(xì)胞，并有效地轉(zhuǎn)化成功能性肝細(xì)胞，帶來了希望，” Markus Grompe 博士說。他是該研究的研究成員，美國俄勒岡州波特蘭市朵貝克兒童醫(yī)院俄勒岡州健康科學(xué)大學(xué)佩普家庭兒科研究所所長，同時也是該大學(xué)醫(yī)學(xué)院兒科、分子與醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教授。

     在《自然》之前刊登的一篇研究中，由Hubrecht研究所Hans Clever醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)的研究員們，通過觀察成人干細(xì)胞標(biāo)記物L(fēng)gr5的表達(dá)及其在生長因子Wnt作用下的生長情況，首次在小腸和結(jié)腸中鑒別出了干細(xì)胞。他們猜測Lgr5的獨(dú)特表達(dá)類型也可用于標(biāo)記其他成體組織干細(xì)胞，如肝臟干細(xì)胞；之前如何確認(rèn)肝臟的干細(xì)胞一直是無從得知的事情。

    在本期《自然》刊登的研究中，Grompe和其同事們對Clever博士的研究方法進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Wnt誘導(dǎo)的Lgr5表達(dá)不僅可以標(biāo)記肝臟干細(xì)胞的生成，還可標(biāo)記肝臟受損時變活躍的一種干細(xì)胞。

    科學(xué)家們能夠在培養(yǎng)皿中成倍地生成肝臟干細(xì)胞，這是前所未有的成果。隨后這些生成的干細(xì)胞被移植到一種專門設(shè)計的肝病小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)它們依然可以生長并表現(xiàn)出一定的治療效果。

    “我們能夠大量生成肝臟細(xì)胞并把它們以適度的比例轉(zhuǎn)化成肝實質(zhì)細(xì)胞。接下來，我們將利用其它的生長因子和條件來提高這個轉(zhuǎn)化百分比。人類慢性肝臟疾病的肝臟干細(xì)胞療法即將來臨，”Grompe 博士說。

【點(diǎn)評】該研究在培養(yǎng)皿中成功生成肝臟干細(xì)胞并在肝病小鼠模型中實現(xiàn)動物臨床試驗治療效果，對干細(xì)胞研究，特別是肝臟干細(xì)胞研究具有很大地促進(jìn)作用，不過就此推測人類肝臟慢性病的干細(xì)胞療法即將來臨，還為時尚早。這種體外培植的干細(xì)胞能不能規(guī)避移植后的排斥反應(yīng)這一難題，仍需做大量的臨床研究工作。

相關(guān)文獻(xiàn)：http://www.nature.com/nature/journal/v494/n7436/full/nature11826.html

In vitro expansion of single Lgr5+ liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration

Authors: Meritxell Huch, Craig Dorrell, Sylvia F. Boj, Johan H. van Es, Vivian S. W. Li, Marc van de Wetering, Toshiro Sato, Karien Hamer, Nobuo Sasaki, Milton J. Finegold, Annelise Haft, Robert G. Vries, Markus Grompe & Hans Clevers

The Wnt target gene Lgr5 (leucine-rich-repeat-containing G-protein-coupled receptor 5) marks actively dividing stem cells in Wnt-driven, self-renewing tissues such as small intestine and colon1, stomach2 and hair follicles3. A three-dimensional culture system allows long-term clonal expansion of single Lgr5+ stem cells into transplantable organoids (budding cysts) that retain many characteristics of the original epithelial architecture2, 4, 5. A crucial component of the culture medium is the Wnt agonist RSPO16, the recently discovered ligand of LGR57, 8. Here we show that Lgr5-lacZ is not expressed in healthy adult liver, however, small Lgr5-LacZ+ cells appear near bile ducts upon damage, coinciding with robust activation of Wnt signalling. As shown by mouse lineage tracing using a new Lgr5-IRES-creERT2 knock-in allele, damage-induced Lgr5+ cells generate hepatocytes and bile ducts in vivo. Single Lgr5+ cells from damaged mouse liver can be clonally expanded as organoids in Rspo1-based culture medium over several months. Such clonal organoids can be induced to differentiate in vitro and to generate functional hepatocytes upon transplantation into Fah−/− mice. These findings indicate that previous observations concerning Lgr5+ stem cells in actively self-renewing tissues can also be extended to damage-induced stem cells in a tissue with a low rate of spontaneous proliferation.
Subject terms:
• Stem cells