人肝細胞成功實現體外穩定培養，這為藥物高通量篩選及肝病治療提供更有效的工具，附Science全文！

2019年4月26日，鄧宏魁教授與中國人民解放軍總醫院盧實春教授、復旦大學袁正宏教授在國際知名期刊Science上發表了題為Long-term functional maintenance of primary human hepatocytes in vitro的研究成果，僅用5種化學小分子處理來體外長期培養人肝原代細胞的方法易於實現，該項研究極適用於藥物的高通量篩選，為肝臟疾病的治療提供了更為簡便的研究工具，具有重大的現實意義。這一方法也為其他類型細胞體外功能的長期維持提供了新的途徑。

在這項研究中，研究者們首先比較了新鮮獲得的人肝原代細胞以及在體外培養了24小時的細胞的轉錄譜差別，他們發現轉化生長因子β（TGF-β）通路以及上皮間充質轉換（EMT）誘導子的相關基因在培養24小時後的人肝原代細胞中發生了顯著的變化，隨後他們測試了這些通路相關的小分子抑製劑，並找出了五種關鍵的小分子抑製劑：FSK, SB43, DAPT, IWP2和LDN193189，被他們稱作5C。

5C處理使人肝原代細胞得在體外長期培養下保持正常形態和增殖特性

後續的研究發現，5C處理使得人肝原代細胞在長期體外培養條件下保持了原有的正常形態，並且通過檢測mRNA水平，發現5C處理後保持了肝細胞原有的基因表達模式。因為肝臟是重要的解毒以及代謝器官，研究者們還檢測了用5C處理的肝原代細胞中CYP（Cytochrome P450）基因的表達及其酶活性，發現相較於新鮮提取的肝原代細胞均沒有明顯差別。

那麼這種5C處理的肝細胞有沒有可能作為一種藥物篩選平台呢？鄧宏魁研究組與袁正宏研究組合作，基於5C培養條件，成功建立了乙型肝炎病毒感染模型：持續高水平表達乙肝表面抗原、e抗原、合成乙肝病毒DNA等感染指標，尤其是能夠長期穩定產生乙肝病毒複製必需的cccDNA。這一模型的建立，對於乙肝病毒的深入研究與藥物研發具有重要意義。

5C-PHH–based HBV infection model.

總之，這種僅用5種化學小分子處理來體外長期培養人肝原代細胞的方法易於實現，極適用於藥物的高通量篩選，為肝臟疾病的治療提供了更為簡便的研究工具，具有重大的現實意義。

長期從事乙型肝炎病毒持續性感染機理及對策相關研究的復旦大學聞玉梅院士對於該項研究給予高度評價：「……是我國學者研究乙肝、丙肝以及其他肝臟疾病的機理的一項重大突破。……，所建立的人肝細胞體外培養平台，不僅將為研究乙肝治癒推進一大步，還提供了創新性研發抗肝炎病毒藥物的重要工具。」

據悉，北京大學鄧宏魁教授、解放軍總醫院盧實春教授以及復旦大學袁正宏教授為該論文的共同通訊作者，向晨罡博士、杜媛媛博士以及孟高帆博士為該論文的共同第一作者。

附文獻信息：

DOI：10.1126/science.aau7307

Abstract：The maintenance of terminally differentiated cells, especially hepatocytes, in vitro has proven challenging. Here we demonstrated the long-term in vitro maintenance of primary human hepatocytes (PHHs) by modulating cell signaling pathways with a combination of five chemicals (5C). 5C-cultured PHHs showed global gene expression profiles and hepatocyte-specific functions resembling those of freshly isolated counterparts. Furthermore, these cells efficiently recapitulated the entire course of hepatitis B virus (HBV) infection over 4 weeks with the production of infectious viral particles and formation of HBV covalently closed circular DNA. Our study demonstrates that, with a chemical approach, functional maintenance of PHHs supports long-term HBV infection in vitro, providing an efficient platform for investigating HBV cell biology and antiviral drug screening.

https://science.sciencemag.org/content/364/6438/399

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