“我們現(xiàn)在選擇的是從半山腰出發(fā)”

　　解放日?qǐng)?bào)上觀新聞報(bào)道：我國各類肝病患者總數(shù)超過三億，每年死于終末期肝病的患者人數(shù)超過100萬。肝移植是治療終末期肝病的最有效手段，但由于供體嚴(yán)重匱乏，我國每年接受肝移植的患者人數(shù)不超過6千。體外再造肝臟組織/器官可以解決供體來源問題，但對(duì)肝臟細(xì)胞的數(shù)量、純度、質(zhì)量及安全性等提出了很高要求。因此，建立高效的肝臟細(xì)胞體外大規(guī)模制備及質(zhì)檢體系，成為當(dāng)今轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

　　日前，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心程新研究員、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院徐成冉教授、分子細(xì)胞卓越中心陳洛南研究員和上海長(zhǎng)征醫(yī)院殷浩教授合作，不僅找到了規(guī)?；苽涓闻K細(xì)胞更為理想的種子細(xì)胞，還建立了相應(yīng)的質(zhì)檢體系。

　　【從半山腰出發(fā)，可以更快捷地到達(dá)山腳下】

　　長(zhǎng)期以來，各國研究人員以人多能干細(xì)胞（包括胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等）為種子，在體外制備肝臟細(xì)胞。然而，肝臟包含超過10的11次方肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和約10的10次方膽管上皮細(xì)胞，目前能夠制備這么多細(xì)胞的規(guī)模化培養(yǎng)體系尚未建立；并且預(yù)期制備成本驚人，僅細(xì)胞增殖和分化所需試劑耗材一項(xiàng)，就需上千萬元人民幣；任何殘留的未分化細(xì)胞還可能在體內(nèi)形成腫瘤；多能干細(xì)胞來源的肝臟細(xì)胞無論在純度和功能上均與成體細(xì)胞還有相當(dāng)差距。

　　在之前的研究中，程新等人建立了一種新型的干細(xì)胞系——“人類內(nèi)胚層干細(xì)胞系”，這些種子細(xì)胞來源于多能干細(xì)胞，但更接近成熟細(xì)胞。據(jù)介紹，“人內(nèi)胚層干細(xì)胞”除保留了體外無限增殖及可建立病人個(gè)體化細(xì)胞系的優(yōu)點(diǎn)外，其突出特點(diǎn)是能在體外高效轉(zhuǎn)化為肝、胰、小腸等細(xì)胞，因而是體外規(guī)?；苽涓闻K細(xì)胞更為理想的種子細(xì)胞。

　　在此基礎(chǔ)上，程新團(tuán)隊(duì)及其合作者建立了基于人類內(nèi)胚層干細(xì)胞系的肝臟細(xì)胞體外規(guī)模制備體系?！按騻€(gè)比方，過去的方法就像是一個(gè)皮球要從山頂出發(fā)，沿著多種分叉的路線滾到山腳下，但由于山高路陡以及中間步驟繁多，皮球可能會(huì)隨機(jī)滾到其他地方。從山頂出發(fā)，路途遙遠(yuǎn)，易出錯(cuò)、效率低、成本高；更有甚者，那些來不及變化的細(xì)胞就像直接凌空跌落至山腳的皮球，這些細(xì)胞在體內(nèi)有形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。我們現(xiàn)在選擇的是從半山腰出發(fā)，通過更為精準(zhǔn)的控制方法使皮球按照特定的路線前進(jìn)，可以更快捷、更準(zhǔn)確地到達(dá)山腳下。”程新告訴解放日?qǐng)?bào)上觀新聞?dòng)浾摺?/p>

　　【對(duì)細(xì)胞群像進(jìn)行“面部識(shí)別”】

　　“據(jù)估計(jì)，體外制備的肝臟細(xì)胞數(shù)量需達(dá)到肝臟細(xì)胞總數(shù)的10分之一，才能發(fā)揮足夠的代償功能。我們?cè)?00毫升的培養(yǎng)體系中，在30天內(nèi)即可獲得10的9次方肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞，以及10的8次方膽管上皮細(xì)胞，在效率上比現(xiàn)有的基于多能干細(xì)胞的肝臟細(xì)胞制備體系提高了10倍以上；最終獲得的肝臟細(xì)胞的純度達(dá)到95%以上。如此一來，只需利用10個(gè)500 毫升培養(yǎng)瓶即可獲得足量的、具有成體細(xì)胞功能的肝臟細(xì)胞。這一體系有望大大提高臨床應(yīng)用的安全性，因?yàn)樽鳛榉N子細(xì)胞的內(nèi)胚層干細(xì)胞在體內(nèi)會(huì)快速轉(zhuǎn)變成其他成體細(xì)胞，即使體系中有少量未分化細(xì)胞殘留，也不會(huì)‘瘋狂生長(zhǎng)’形成腫瘤，所以比多能干細(xì)胞更安全?！背绦抡f。

　　體內(nèi)外功能實(shí)驗(yàn)顯示，規(guī)模制備的肝臟細(xì)胞具有成體細(xì)胞的分泌、代謝及解毒功能，接近甚至優(yōu)于體外培養(yǎng)24小時(shí)的原代肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞，可作為藥物篩選及毒理的優(yōu)質(zhì)體外模型；包囊化的肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞，經(jīng)移植后可挽救急性肝衰竭動(dòng)物，有望用于肝病的細(xì)胞治療；膽管上皮細(xì)胞在小鼠腎包囊下可形成典型的膽管網(wǎng)絡(luò)。這些結(jié)果顯著優(yōu)于其他已報(bào)道的基于干細(xì)胞的肝臟細(xì)胞體外制備體系，為臨床及體外應(yīng)用提供了技術(shù)保證。

　　要確保種子細(xì)胞按計(jì)劃一步步變成想要的細(xì)胞，這就需要對(duì)“流水線”進(jìn)行質(zhì)量控制。“我們利用先進(jìn)的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，對(duì)群體中的每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行精準(zhǔn)的‘面部識(shí)別’，有助于更深入地認(rèn)識(shí)和篩選我們想要的細(xì)胞類型。”

　　談及未來的研究方向，程新表示將聚焦體系的優(yōu)化完善，包括尋找更優(yōu)的種子細(xì)胞類型和探索肝病細(xì)胞治療的可行性?！氨热纾芊裾业诫x‘山腳’更近的種子細(xì)胞，以進(jìn)一步提高效率和降低成本。同時(shí)，我們正在探索在體外構(gòu)建具有血管和膽管網(wǎng)絡(luò)的再生肝組織，為肝病的移植治療提供用之不竭的組織器官來源。”

　　原載于上海觀察 2021年1月14日

　　作者：黃海華