人肝细胞体外长期培养瓶颈被突破
复旦大学基础医学院医学分子病毒重点实验室袁正宏研究组与北京大学邓宏魁研究组、解放军总医院卢实春研究组合作，首次证明利用化学小分子调控细胞信号通路，实现了功能肝细胞在体外的长期维持，并证实此肝细胞在体外支持乙型肝炎病毒(HBV)及丙型肝炎病毒(HCV)的长期持续感染。该成果为大量制备功能成熟肝细胞及治愈乙肝等疾病应用提供了可能。4月26日，国际顶级学术期刊主刊《科学》(《Science》)发表了这一重要成果。
本网讯(驻地记者 孙国根)复旦大学基础医学院医学分子病毒重点实验室袁正宏研究组与北京大学邓宏魁研究组、解放军总医院卢实春研究组合作，带领向晨罡、杜媛媛和孟高帆博士等，首次证明利用化学小分子调控细胞信号通路，实现了功能肝细胞在体外的长期维持，并证实此肝细胞在体外支持乙型肝炎病毒(HBV)及丙型肝炎病毒(HCV)的长期持续感染。该成果为大量制备功能成熟肝细胞及治愈乙肝等疾病应用提供了可能。4月26日，国际顶级学术期刊主刊《科学》(《Science》)发表了这一重要成果。
据悉，如何诱导获得功能成熟的细胞并在体外保持其功能性一直是再生医学的关键瓶颈、国际难题。因为，在个体发育过程中，由于多种发育信号的精确调控，虽然会分化产生功能各异的功能细胞并长期稳定地维持其生理功能，然而，这些功能细胞一旦离开体内微环境便会迅速去分化并失去功能，此外, 由于缺乏适当的培养条件与微环境，体外源于干细胞诱导分化所获得的功能细胞，很难真正成熟并长期维持其功能。在过去的几十年里，各国医学家曾尝试应用改变培养材料，共培养以及三维培养等很多方法，但始终未能建立一个简单高效，稳定的功能细胞体外培养体系。
为解决这一国际难题，合作组以体外培养过程中快速失去功能的人原代肝细胞为对象，首先发现了与在体外培养了24小时的细胞的转录谱差别、显著变化等，后经研究，终于找到了5种关键的化学小分子(FSK、 SB43、 DAPT、 IWP2和LDN193189)，研究者称其为“5C”。并利用“5C”在体外成功实现了肝细胞功能的长期维持。这种方法相比于传统遗传学方法, “5C”可实现对多个信号通路靶点的精细调控。后在长达一个月以上的培养过程中，该方法成功抑制了肝细胞的去分化，细胞整体表达谱与体内的肝细胞高度相似，并可长期维持白蛋白分泌、尿素合成、药物代谢等肝细胞的功能。更重要的是，合作组通过一系列实验证明，5C培养的原代肝细胞可支持乙肝病毒及丙肝病毒这两种具有严格肝噬性病毒的复制。在长达30天的感染过程中，乙肝表面抗原、e抗原、乙肝病毒DNA等指标明显优于目前常用的培养条件，尤其是能够长期稳定产生乙肝病毒复制必需的cccDNA(共价闭合环状DNA)，而 cccDNA的产生正是目前乙肝病毒难以被清除，疾病难以被治愈的关键。在丙肝病毒感染方面，5C培养的原代肝细胞中也检测到了丙肝病毒有效复制的信号，而这在普通原代肝细胞培养条件下是检测不到的。以往，肝炎病毒的体外复制模型由于缺乏有效的模拟体内肝脏细胞的模型，一直是病毒学领域的难点，而5C细胞模型的应用，对进一步开展乙肝病毒及丙肝病毒及其他肝炎病毒的研究及药物研发具有重要意义。
微生物学专家闻玉梅院士认为，我国约有1.2亿人携带乙肝病毒,目前仍然没有有效的治愈方法。因为乙肝病毒侵入肝细胞后,形成了一种很难被清除的病毒复制模板cccDNA,目前还没有针对这个病毒复制关键靶点的药物。而仅用5种化学小分子处理来体外长期培养人肝原代细胞的方法易于实现，极适用于药物的高通量筛选，为肝脏疾病的治疗提供了更为简便的研究工具，具有重大的现实意义。
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/364/6438/399
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