Nature子刊│發現IL6支持肝細胞在體外的長期擴增_風聞

​肝細胞在體外很難擴增。一些研究表明，含有生長因子或Wnt配體的化學混合物可以通過去分化支持肝細胞的長期擴增。然而，培養條件複雜，很少報道具有完全分化能力的肝祖細胞的克隆擴增。

2022年11月29日，上海科技大學謝欣團隊在Nature Communications 發表題為“IL6 supports long-term expansion of hepatocytes in vitro”的研究論文，該研究發現IL6與EGF和HGF相結合，促進長期擴增（~150天內>30代，理論擴增~1035倍）的體外小鼠原代肝細胞。

在簡單的2D培養中，通過將肝細胞轉化為誘導肝祖細胞（iHPCs），其維持分化為肝細胞的能力。IL6還支持建立單個肝細胞衍生的iHPC克隆。下游STAT3，ERK和AKT途徑的總和誘導了許多支持快速增長的轉錄因子。這種簡單的方法可以為培養以前難以培養的細胞類型提供思路，並支持其未來的應用。

肝臟是哺乳動物的主要代謝器官。在體內平衡期間，肝細胞通常具有較低的週轉率。然而，肝臟在化學、病毒或機械損傷後表現出強大的再生，這歸因於肝細胞的立即增殖。小鼠進行2/3部分肝切除術（PHX）後，剩餘肝臟只需1周即可再生到原始大小。與體內強大的增殖能力相比，成體肝細胞已被證明極難培養和擴增而不會在體外失去其肝臟特性。由於原代肝細胞在藥物毒性和代謝評價中的廣泛應用，以及肝細胞療法在肝病中的潛在應用，確定體外擴增肝細胞的方法是一項緊迫的任務。據報道，肝損傷後的肝細胞補充是通過肝細胞和導管樣祖細胞之間的可逆過渡發生的。2017年，兩項研究根據這一祖細胞思想開闢了肝細胞培養的新維度。有人報道，小分子A-83-01（TGF-β信號傳導抑制劑）、Y27632（ROCK激酶抑制劑）和CHIR99021（典型Wnt通路激活劑）的混合物可以將大鼠和小鼠肝細胞轉化為具有高增殖能力的肝祖細胞（HPC）。另一項研究表明，五種分子A-83-01，Y27632，CHIR99021，S1P（鞘氨醇-1-磷酸）和LPA（溶血磷脂酸）的組合可以通過促進肝細胞和HPC之間的可逆過渡在體外擴增小鼠肝細胞。有趣的是，一項研究報告了TNFα（肝臟再生中重要的炎性細胞因子）的組合、A-83-01、Y27632和CHIR99021可促進3D培養中小鼠肝細胞增殖。之後，已經報道了一種通過在低氧條件下使用Wnt3a蛋白與A-83-01和Y27632來實現人肝細胞大規模擴增的方案。最近，更多的研究報告了在2D或3D條件下使用化學物質與生長因子或條件培養基結合使用的人胎兒或成人肝細胞的培養。這些條件都涉及使用體內不存在的化學品，並且僅見於具有完全分化能力的單個肝/肝細胞祖細胞的克隆擴增。有沒有一種更生理和更簡單的方法可以支持肝細胞的克隆擴增？在部分肝切除術模型中，許多信號分子，包括EGF，HGF，IL6，TNFα，胰島素，膽汁酸，瘦素等，在手術後血液中迅速增加。IL6是一種在炎症中廣泛研究的細胞因子，IL6在肝臟再生中也起着核心作用。肝部分切除術後，庫普弗細胞和肝細胞迅速產生IL6。在IL6基因敲除小鼠中，肝部分切除術後肝臟再生延遲伴有肝壞死增加，可以通過IL6治療進行糾正。IL6敲除增加CCl後肝細胞凋亡治療，而IL6預處理可減少肝損傷並加速再生。在IL6受體缺陷小鼠中也觀察到了類似的現象。儘管許多證據支持IL6促進體內肝臟再生，但它是否可用於支持體外肝細胞的長期擴張仍不清楚。在這裏，研究報道IL6可以促進長期擴增（~150天內>30代，理論擴增~1035倍）的體外小鼠原代肝細胞，通過將肝細胞轉化為誘導肝祖細胞（iHPCs），其維持分化為肝細胞的能力。IL6還支持建立單個肝細胞衍生的iHPC克隆。從這些iHPC分化的肝細胞可以很容易地移植和重新填充Fah−/− 的整個肝臟小 鼠。進一步的研究表明，IL6主要促進二倍體肝細胞的增殖。許多轉錄因子，包括Barx2，FoxM1，Elf3和Mxd3，在IL6誘導的肝細胞增殖中起關鍵作用。

IL6在體外促進原代肝細胞擴增（圖源自Nature Communications ）總之，IL6與EGF和HGF聯合使用可以將原代肝細胞重新編程為iHPCs以進行長期擴增，而不會失去體外成熟能力。IL6-iMHs在基因表達譜和功能上都類似於原代肝細胞，並且可以重新填充幾乎整個Fah−/− 肝臟老鼠並拯救它們。這種在體外擴增原代肝細胞的生理和簡單方法可能為培養以前難以培養的細胞類型提供新思路，並支持其在再生醫學中的應用。參考消息：https://doi.org/10.1038/s41467-022-35167-8