Stem Cell Rep：北大向宽辉/时艳/李彤等利用干细胞分化技术建立静息态肝星状细胞，可体外模拟早期肝纤维化过程

肝纤维化主要是肝脏慢性炎症导致肝脏损伤，肝脏结缔组织异常增生而引起的一种病变，病情会进一步发展为肝硬化甚至肝癌。肝纤维化病因可由病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病、药物性肝损伤、及自身免疫性肝病等引起。

肝星状细胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs）的活化是肝纤维化的重要病变机制之一，在肝纤维化早期分泌胶原并介导血管形成。HSCs 是肝脏内具有重要生理和病生理功能的一种细胞类型。在生理情况下，静息状态的 HSC 负责维持细胞外基质的稳态和以脂滴形式贮存维生素 A；在肝脏受到损伤后，HSCs 会被各种细胞因子激活，进而合成并分泌细胞外基质参与肝损伤修复。但是，如果损伤或者刺激因素持续存在，激活状态的 HSCs 便会打破细胞外基质稳态平衡，积累过多的细胞外基质，从而诱发肝纤维化和肝硬化，甚至进一步发展为肝细胞癌。

鉴于 HSCs 具有重要的生理和病生理功能，科研人员致力基于 HSCs 研究肝脏损伤的病理过程以及分子机制。但是，目前没有一个比较好的体外 HSCs 模型用于研究。从肝脏分离出来的原代肝星状细胞（pHSCs）具有分离繁琐，来源量少、异质性大（个体的遗传背景差异大）和细胞处于激活状态（原代分离存在机械剪切和酶解处理）等诸多因素限制，不能大规模用于实验，特别是无法研究肝星状细胞在肝纤维化早期是如何活化的机制。体外构建的永生化细胞由于存在基因表达和信号通路异常，染色体异常和处于激活状态等原因也不能满足实验需求。干细胞分化技术可以克服这些问题。因此，利用干细胞分化技术体外构建出处于静息状态，来源充足和遗传背景一致性好的 HSCs 具有重要意义。

2022 年 10 月 20 日，北京大学基础医学院庄辉/李彤/向宽辉研究组和邓宏魁/时艳研究组合作，在干细胞生物学领域权威期刊 Stem Cell Reports 上在线发表了题为：Generation of functionally competent hepatic stellate cells from human stem cells to model liver fibrosis in vitro 的研究。该研究利用人胚胎干细胞（ESCs）和诱导性多能干细胞（iPSCs）经诱导分化，获得处于静息状态的肝星状细胞（iHSCs）, 能够用于体外肝纤维化模型的构建和药物筛选。

研究人员利用转录组学，特定标志物表达鉴定，划痕实验和贮酯实验等多种方法比较了静息态 iHSCs 和 pHSCs 的相似性和可替代性，并且 iHSCs 比 pHSCs 更容易处于静息状态。研究人员首次证明将干细胞分别分化为内胚层细胞和中胚层细胞后经过后续诱导分化均能得到静息态的 iHSCs，这为 HSCs 的胚层起源提供了可能线索和证据，有助于进一步研究星状细胞的起源问题。

静息态的 iHSCs 可被药物和病毒感染损伤干细胞而激活，可模拟各种因素导致肝纤维化的机制研究，能够用于研究肝纤维化过程中肝星状细胞的转变机制。此外，由于干细胞及中间状态细胞可以增殖，使得 iHSCs 可以实现大规模制备。能够满足抗纤维化药物筛选及研发等应用方面对功能性 HSCs 的巨大需求。

综上所述，该研究利用干细胞分化技术，同时从内胚层和中胚层两个方向，获得了处于静息状态的静息态 iHSCs，为研究肝星状细胞的来源问题以及早期各种因素所致的肝纤维化病理机制提供了基础，并可用于肝损药物毒性鉴定和抗肝纤维化药物的筛选，具有重要的应用价值。

北京大学医学部基础医学院赖鑫源博士生，北京佑安医院肝移植中心李传云主任为论文的共同第一作者。北京大学基础医学院向宽辉副研究员、时艳副研究员和李彤副教授为该工作的共同通讯作者。