肝细胞体外培养技术新突破！HBV治疗有望

干细胞（stem cell）是一类具有自我复制能力（self-renewing）的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。
 

随着2007年诱导多能性干细胞的成功获得，干细胞一度成为世界高新技术的新亮点，在全球掀起了一股干细胞热潮，目前在体外诱导干细胞分化成特定细胞的机制研究以及促诱导分化的药物研究已成为干细胞研究的热点。



 

What is it that makes stem cells such an attractive option for drug discovery studies? 

其中一个主要原因是，它们比动物模型更能模拟人类疾病和药物反应。从肝细胞或胆管细胞中产生人肝祖细胞的体外实验机制的开发具有重要意义，不仅有助于提高我们对肝祖细胞起源和重编程机制的认识，而且，功能肝细胞的生成提供了无限的细胞来源，在临床医学和疾病建模中有着广泛的应用。
 

在Cell Reserch的一篇最近文章中，研究人员发现了一种可使人类肝细胞来源的类祖细胞在体外有效扩增和分化的方法，该方法依赖于激活的SIRT1信号。这种类祖细胞在体外和体内移植后可重新分化，获得成熟的肝功能。

 

作者首先将人肝细胞在过渡膨胀培养基（TEM）中培养使其转化为祖细胞。在肝细胞向lpc转化后，HepLPCs保留了肝的分化能力，在TEM/肝成熟培养基(HMM) (1:1)中添加一些关键化合物会分化为成熟的肝细胞。这为建立可靠的疾病模型，了解HBV感染和复制的分子机制提供了一种高效的人多能干细胞扩增和分化技术，并为开发HBV治疗方法开辟了可能。

Fu等人还进一步拓展了体外肝细胞培养模型的应用，探索HBV感染和复制的机制。他们的研究结果支持体内结果：HBV再感染的病毒来源于少数持续感染的细胞，这些细胞在体内外的一些特性可能促进治疗策略的发展，并消灭病毒。

这些研究产生了一种细胞，即通过患者肝活检移植而扩增的肝细胞，为人类肝病的自体细胞治疗提供了一条有希望的、安全的途径。此外，他们建立的疾病模型非常适合用于在个体化HBV治疗中，筛选新的抗病毒药物和检测抗病毒药物。
 

What did the authors accomplish with the help of compounds from TargetMol?



 

Fu等人的研究表明，在TEM中培养人肝细胞可将其有效地转化为类祖细胞。TEM中包含了一些可保证直接重编程的小分子，包括Y27632(ROCK抑制剂)，CHIR99021(GSK3抑制剂 )和A8301(TGFβ/激活素受体抑制剂)，这三种化合物都购自TargetMol，在保持细胞自我更新和多能性状态中扮演重要的角色。
 

这些细胞在体外可有效地分化为功能性肝细胞，并移植入肝实质。为实现快速分化，这些细胞须培养于TEM /HMM(1:1)培养基中，培养基中包含了一些小分子抑制剂如DAPT（一种可以阻断Notch信号的γ-secretase抑制剂)和SB431542（SMAD信号抑制剂)，皆购自TargetMol，用于调节干细胞命运和分化。当悬浮培养时，缓慢旋转，更易聚集成球形，并表现出强化的肝脏特异性功能。


 

Figure 1. 

Overview of the protocol used to convert PHCs into HepLPCs

Figure 2.

 Schematic of the hepatic-differentiation protocol. TEM/HMM, mixed by 1:1

参考文献：

Gong-Bo Fu, Wei-Jian Huang, Min Zeng,etc.Expansion and differentiation of human hepatocyte-derived liver progenitor-like cells and their use for the study of hepatotropic pathogens [J].Cell Researchvolume 29, 8–22 (2019) .

Advantages of TargetMol's inhibitors

 

Y27632

Y-27632 is a selective inhibitor of ROCKs including p160ROCK (Ki: 140 nM) and ROCK2 (IC50: 800 nM).

CHIR99021

CHIR-99021 (CT99021) is a GSK-3α/β inhibitor (IC50: 10/6.7 nM).

DAPT 

DAPT is a novel γ-secretase inhibitor which reduces the Aβ production (IC50: 20 nM in HEK 293 cells) and Aβ42 levels (IC50: 200 nM).

SB431542

SB-431542 is a potent and selective inhibitor of ALK5 (IC50: 94 nM) and is also an inhibitor of ALK4 (IC50: 140 nM) and ALK7.

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