北京大學鄧宏魁教授
近日，北京大學鄧宏魁研究組、解放軍總醫(yī)院盧實春研究組以及復旦大學袁正宏研究組聯(lián)合發(fā)表在《Science》雜志上的一篇論文，為肝病治療帶來了希望的曙光。研究顯示，科學家們首次證明了一種化學小分子可以調(diào)控細胞信號通路，幫助實現(xiàn)功能性肝細胞在體外的長期維持。此外該研究還證明了肝細胞在體外支持乙型肝炎病毒（HBV）及丙型肝炎病毒（HCV）的長期持續(xù)感染。這項研究為大量制備功能成熟細胞及其應用提供了可能。
DOI: 10.1126/science.aau7307
肝臟疾病目前還未找到有效的治愈方法，究其主要原因是肝臟疾病的研究一直缺乏良好的體外模型。
原本，人肝原代細胞（PHHs）是較為理想的研究模型。但是功能性肝細胞很是脆弱，一旦離開體內(nèi)微環(huán)境便會迅速去分化并且失去正常功能。
此外，由于缺乏合適的培養(yǎng)條件和微環(huán)境，在體外通過干細胞誘導分化成的功能細胞很難真正成熟并長期維持其功能。因此，如何誘導獲得功能成熟的細胞并在體外保持其功能性是再生醫(yī)學的關鍵瓶頸。
在過去幾十年中，各國科學家們都在努力探索，嘗試著改變培養(yǎng)材料、培養(yǎng)方法等。但可惜的是，都沒有能建立起一個簡單高效且相對穩(wěn)定的功能細胞體外培養(yǎng)體系。
鄧宏魁教授跟他的團隊發(fā)現(xiàn)，有5種化學小分子組合（5 compounds，5C）可以在體外幫助實現(xiàn)肝細胞功能的長期維持。5C組合抑制了肝細胞的去分化，使得體外肝細胞整體基因表達與體內(nèi)肝細胞有著高度的相似性，并且還能長期維持白蛋白分泌、尿素合成、藥物代謝等正常的肝細胞功能。
5C處理使人肝原代細胞得在體外長期培養(yǎng)下保持正常形態(tài)和增殖特性
相比于傳統(tǒng)遺傳學方法,化學小分子能夠實現(xiàn)對多個信號通路靶點的精細調(diào)控?；瘜W小分子誘導重編程從問世之初一直受到大家關注，相比于傳統(tǒng)轉基因方法介導的重編程，化學小分子不但可以避免內(nèi)源基因修改帶來的風險，它同時兼具了細胞膜穿透性、可逆性、可控性和易于制造等諸多優(yōu)點。
該研究表明，化學小分子在精細調(diào)控細胞命運和功能上的優(yōu)越性，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。
在發(fā)現(xiàn)5C組合具有抑制細胞分化的作用后，鄧宏魁研究組聯(lián)合解放軍總醫(yī)院盧實春研究組以及復旦大學袁正宏研究組成功建立起首個乙肝病毒感染模型。持續(xù)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(wěn)定產(chǎn)生乙肝病毒復制必需的cccDNA。
人原代肝細胞在5個化學小分子的協(xié)同作用下，能夠在體外長期維持功能。
這一模型的建立，對于乙肝病毒的深入研究與藥物研發(fā)具有重要意義。因為乙肝病毒侵入肝細胞后,，形成了一種很難被清除的病毒復制模板cccDNA，,目前還沒有針對這個病毒復制關鍵靶點的藥物。
相形之下，丙型肝炎病毒的發(fā)現(xiàn)雖然晚于乙肝病毒，但基于有效的體外病毒感染模型，已成功篩選并獲得治愈丙肝的藥物。5C培養(yǎng)條件下的肝細胞支持乙肝病毒的高效感染，并能夠長期產(chǎn)生cccDNA，可作為理想的藥物篩選模型,為治愈乙型肝炎帶來希望。
中國工程院院士聞玉梅指出，這種僅用5種化學小分子處理來體外長期培養(yǎng)人肝原代細胞的方法易于實現(xiàn)，極適用于藥物的高通量篩選，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(xiàn)實意義。
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參考資料：
[1] Long-term functional maintenance of primary human hepatocytes in vitro
[2] 鄧宏魁研究組與合作者在Science發(fā)表論文報道功能成熟細胞在體外長期維持的新方法
[3] 我科學家成功建立乙肝病毒感染模型
