目的探討大鼠纖維化肝組織勻漿上清液對人臍帶間充質干細胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSCs)向肝細胞分化的誘導作用。 方法取健康SD大鼠(體重180~220 g),采用腹腔注射3%硫代乙酰胺生理鹽水溶液(200 mg/kg,2次/周,共4周)方法制備大鼠肝纖維化模型,取造模成功的纖維化肝組織用于制備肝纖維化誘導培養基。取第3代HUCMSCs進行分組培養7 d,對照組以含10% FBS的DMEM/F12培養基培養,實驗組以含10% FBS及50 g/L肝纖維化誘導培養基上清的DMEM/F12培養基培養。倒置顯微鏡下觀察兩組細胞形態學變化;取培養7 d的對照組及實驗組細胞,采用Western blot法檢測甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)、細胞角蛋白18(cytokeratin 18,CK18)、CYP3A4表達情況,采用糖原過碘酸-雪夫(periodic acid-schiff,PAS)染色檢測細胞儲存糖原的能力,分別采用二乙酰肟比色法及ELISA法測定兩組細胞培養液中尿素(blood urea nitrogen,BUN)和白蛋白(albumin,ALB)的含量。 結果與對照組長梭形細胞相比,實驗組細胞于誘導1 d時即可見到細胞兩極回縮,胞體變短;誘導7 d時,細胞呈不規則形或類圓形,胞體豐滿。Western blot檢測示,對照組細胞未見AFP、CK18、CYP3A4表達;實驗組細胞可表達肝細胞特異性標志物AFP、CK18及與代謝功能相關的重要蛋白CYP3A4。對照組上清液中BUN、ALB濃度分別為(0.43±0.07)mmol/L和(8.08±0.41)μg/mL,實驗組分別為(2.52±0.20)mmol/L和(41.48±4.11)μg/mL,比較差異均有統計學意義(t=24.160,P=0.000;t=19.810,P=0.000)。PAS染色示,對照組HUCMSCs細胞核呈深藍色,細胞質呈淡紫色;實驗組細胞整個胞體被染成深紫色,細胞核可見。 結論大鼠纖維化肝組織勻漿上清液可快速誘導HUCMSCs向肝細胞分化,形成的肝樣細胞不僅具備肝細胞表面標志物,同時有肝藥酶的表達,并具有儲存糖原、合成BUN及分泌ALB的能力,可部分替代肝細胞功能,這可能是干細胞移植改善肝功能的機制之一。
目的 探討肝纖維化大鼠血液微環境對人臍帶MSCs(human umbilical cord MSCs,HUCMSCs)向肝細胞分化的影響及作用機制。 方法 取成年清潔級雄性SD大鼠18只,體質量(200±20)g;其中12只采用腹腔注射硫代乙酰胺方法制備肝纖維化模型,組織學觀察確定模型制備成功后取大鼠全血分離血清;剩余6只正常大鼠同法分離血清。ELISA法檢測血清中EGF、bFGF、肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)、抑瘤素(oncostatin M,OSM)含量。取第3代HUCMSCs分組培養7 d,其中肝纖維化血清組(A組)、正常血清組(B組)分別以含5 mL/L肝纖維化大鼠血清、正常大鼠血清的DMEM/F12培養基(含10%FBS)培養;對照組(C組)以DMEM/F12培養基(含10%FBS)培養。培養期間采用倒置顯微鏡觀察細胞形態變化;7 d后取各組細胞行免疫熒光檢測肝細胞表面標志物甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP)、細胞角蛋白18(cytokeratin 18,CK18)表達,Western blot檢測肝細胞功能蛋白白蛋白(albumin,ALB)、色氨酸2,3-雙加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase,TPH2)、CYP3A4及MAPK/ERK信號通路蛋白(P-ERK)表達,二乙酰肟法測定細胞上清液中尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)含量。 結果 組織學觀察示大鼠肝組織符合纖維化改變,模型制備成功。正常大鼠血清中EGF、OSM含量均高于纖維化大鼠,差異有統計學意義(t=14.989,P=0.000;t=37.172,P=0.000);肝纖維化大鼠血清中HGF含量為(1.03±0.12)ng/mL,正常大鼠血清中未檢出;兩種血清中均未檢出bFGF。誘導培養后,倒置顯微鏡下觀察各組細胞形態均未見明顯變化且組間無明顯差異。培養7 d時,A組細胞可見AFP、CK18綠色熒光,B、C組染色均為陰性。Western blot檢測示A組細胞可表達肝細胞功能蛋白ALB、TPH2及CYP3A4,B、C組均未見上述蛋白表達。各組細胞均可表達P-ERK,其中A組P-ERK蛋白相對表達量顯著高于B、C組(P < 0.05);B、C組間比較差異無統計學意義(P > 0.05)。A組細胞上清液中BUN含量亦顯著高于B、C組(P < 0.05),B、C組間比較差異無統計學意義(P > 0.05)。 結論 在肝纖維化條件下,大鼠血液中的HGF水平升高、EGF、OSM水平降低,形成的血液微環境會激活HUCMSCs的MAPK/ERK信號通路,使其向肝細胞分化。