探秘肝纖維化機(jī)制，高活性肝星狀細(xì)胞開(kāi)啟體外研究新維度

關(guān)鍵詞：原代肝細(xì)胞，肝星狀細(xì)胞，肝非實(shí)質(zhì)細(xì)胞，肝靶向，肝遞送，肝類器官，肝3D成球，肝臟纖維化，肝細(xì)胞外基質(zhì)，Primary Hepatocytes, Hepatic stellate cells，HSCs；Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs； Liver-Targeted；Liver Delivery；Liver Organoid；Liver Spheroid；Liver Fibrosis；Liver Extracellular Matrix

肝臟（Liver）是藥物代謝的重要器官，體外代謝模型多以肝臟為基礎(chǔ)。其中，原代肝細(xì)胞作為一種肝臟體外模型，因具有較好的體外試驗(yàn)重現(xiàn)性，基本維持了肝臟的代謝功能，特別是較好的保留了與體內(nèi)一致的酶水平，成為了體外藥物試驗(yàn)的“金標(biāo)準(zhǔn)"，廣泛應(yīng)用于藥物代謝與毒理學(xué)等研究中。原代肝細(xì)胞（Primary Hepatocytes）可分為肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞和肝非實(shí)質(zhì)細(xì)胞（Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs），其中肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞是原代肝細(xì)胞（Primary Hepatocytes）中最主要的組成部分，約占肝臟細(xì)胞總數(shù)的70%。肝非實(shí)質(zhì)細(xì)胞（Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs）主要包括肝星狀細(xì)胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs）、庫(kù)普弗細(xì)胞（Kupffer Cells）、?肝竇內(nèi)皮細(xì)胞（Liver Sinusoidal Endothelial Cells, LSECs）及肝內(nèi)膽管上皮細(xì)胞（Intrahepatic biliary epithelial cells,IBEpiCs)。其中，肝星狀細(xì)胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs）在肝臟病理生理中扮演雙重角色：靜息狀態(tài)下儲(chǔ)存維生素A，激活后則參與肝纖維化進(jìn)程。近年來(lái)，HSCs因其獨(dú)-特的生物學(xué)特性成為肝靶向（Liver-Targeted）和肝遞送（Liver Delivery）研究的熱點(diǎn)；此外，肝類器官（Liver Organoid）方向的應(yīng)用也是近年來(lái)肝臟疾病研究的前沿方向之一。本文將從肝星狀細(xì)胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs）介紹起，逐步展開(kāi)對(duì)各個(gè)肝非實(shí)質(zhì)細(xì)胞的認(rèn)知和了解。

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01    肝星狀細(xì)胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs

肝星狀細(xì)胞（Hepatic Stellate Cells, HSCs），位于肝臟竇周隙（Disse間隙） 中，即存在于肝細(xì)胞與肝血竇內(nèi)皮細(xì)胞之間的狹小空間，屬于肝非實(shí)質(zhì)細(xì)胞的一種，約占30%左右。在正常狀態(tài)下，HSCs形態(tài)不規(guī)則，有多個(gè)長(zhǎng)的樹(shù)突狀突起，部分突起包繞肝血（類似于周細(xì)胞），且其最-顯著的特征之一是其胞質(zhì)內(nèi)含有大量富含維生素A（視黃醇）的脂滴。

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正常情況下HSCs表現(xiàn)為富含VitA脂滴的靜止型，其主要功能和特征如下：

【代謝和貯存VitA】

肝臟儲(chǔ)存有體內(nèi)80%左右的維生素A，對(duì)體內(nèi)維生素A的代謝起著重要作用。視黃醛在小腸內(nèi)酯化后被運(yùn)輸?shù)礁闻K并與特異的視黃醛結(jié)合蛋白結(jié)合，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到鄰近的HSC儲(chǔ)存。

【儲(chǔ)存脂肪】

正常HSC胞質(zhì)內(nèi)的脂滴含有大量的甘油三酯，為肝細(xì)胞提供能源。

【合成和分泌膠原及糖蛋白、蛋白多糖等基質(zhì)成分】

HSC是正常及纖維化肝臟中細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）的主要合成細(xì)胞。HSC還能合成纖維連接蛋白、層連蛋白和粗纖維調(diào)理素等糖蛋白成分，以及硫酸皮素、硫酸軟骨素和透明質(zhì)酸等蛋白多糖。

【合成基質(zhì)金屬蛋白酶及其組織抑制劑】

正常情況下，HSC能分泌多種膠原酶和基質(zhì)降解蛋白酶如基質(zhì)金屬蛋白酶（matrixmetalloproteinase，MMP）-1、MMP-2等以降解各種細(xì)胞外基質(zhì),同時(shí)分泌組織金屬蛋白酶抑制劑（tissueinhibitorofmetalloproteinase，TIMP-1）防止膠原過(guò)度降解,使肝臟ECM的合成和分解處在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中。

【表達(dá)細(xì)胞因子及受體】

正常情況下，HSC可以分泌肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF），參與肝細(xì)胞再生的調(diào)控。此外，HSC還能表達(dá)少量的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforminggrowthfactor-β，TGF-β）、血小板衍生的生長(zhǎng)因子（Plateletderivedgrowthfactor，PDGF）和胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）等，同時(shí)HSC能表達(dá)TGF-β1的II、III型受體和PDGF受體的α亞單位等。

【參與肝竇血流調(diào)節(jié)】

HSC伸出胞突包繞著肝竇，通過(guò)其纖長(zhǎng)突起的收縮功能調(diào)節(jié)肝竇內(nèi)微循環(huán)，從而影響著肝臟的血流分布和門靜脈壓力。

然而，當(dāng)肝臟受到炎癥或機(jī)械刺激等損傷時(shí)，肝星狀細(xì)胞被激活，其表型由靜止型轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ钚停切纬筛渭〕衫w維細(xì)胞和引發(fā)多種疾病的關(guān)鍵。

當(dāng)肝臟受到各種損傷（如病毒性肝炎、酒精、非酒精性脂肪性肝炎、膽汁淤積、毒素、代謝性疾病等）時(shí)，肝星狀細(xì)胞會(huì)從靜息狀態(tài)激活轉(zhuǎn)化為肝肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞。這是肝纖維化（Liver Fibrosis）發(fā)生的核心步驟。主要包括兩個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)階段及持續(xù)階段。持續(xù)階段則是這些刺激因素維持肝星狀細(xì)胞的活化表型，結(jié)果引起肝纖維化（Liver Fibrosis）的形成。啟動(dòng)階段主要是依賴于旁分泌刺激因素。而持續(xù)階段則與旁分泌、自分泌刺激因素均有關(guān)。當(dāng)激活后，肝星狀細(xì)胞就出現(xiàn)了增殖、遷移、收縮性增強(qiáng)、失去維生素A脂、大量合成細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）、分泌促炎和促纖維化因子及調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答等多方面現(xiàn)象。其中，大量合成細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）是最關(guān)鍵的病理改變！激活的肝星狀細(xì)胞大量合成并分泌纖維化的ECM成分，尤其是I型、III型膠原纖維（替代了正常的基底膜膠原），以及纖連蛋白、透明質(zhì)酸等。這些異常沉積的ECM就是肝纖維化的物質(zhì)基礎(chǔ)。

近年來(lái)，HSCs因其獨(dú)-特的生物學(xué)特性成為肝靶向（Liver-Targeted）和肝遞送（Liver Delivery）研究的熱點(diǎn)。活化的HSCs高表達(dá)PDGF受體、膠原蛋白（如Collagen I）、整合素（如αvβ3）及趨化因子受體（如CXCR4），可作為靶向位點(diǎn)。同時(shí)，HSCs易富集于損傷或纖維化區(qū)域，適合作為活細(xì)胞載體；且其具有負(fù)載多樣性，可攜帶基因（如CRISPR-Cas9）、外泌體或納米藥物。此外，肝類器官（Liver Organoid）方向的應(yīng)用也是近年來(lái)肝臟疾病研究的前沿方向之一。通過(guò)將HSCs整合到肝類器官（Liver Organoids）或單獨(dú)構(gòu)建HSCs類器官（肝3D成球，Liver Spheroid）模型，可以更精準(zhǔn)地模擬肝纖維化、肝硬化、肝細(xì)胞癌（HCC）等疾病的病理過(guò)程，并為藥物篩選和再生醫(yī)學(xué)提供新工具。

簡(jiǎn)而言之，肝星狀細(xì)胞是肝臟的“雙-刃劍"細(xì)胞。在生理狀態(tài)下，它們是重要的維生素A倉(cāng)庫(kù)和正常ECM的維護(hù)者。但當(dāng)肝臟受損時(shí)，它們被激活并轉(zhuǎn)化為肝纖維化/肝硬化的主要“執(zhí)行者"，通過(guò)大量分泌異常的細(xì)胞外基質(zhì)導(dǎo)致瘢痕組織形成。因此，深入了解肝星狀細(xì)胞的生物學(xué)特性和調(diào)控機(jī)制，對(duì)于預(yù)防和治療肝纖維化、肝硬化及其相關(guān)并發(fā)癥（如門靜脈高壓、肝癌）具有極其重要的意義。它們是當(dāng)前肝病研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)靶標(biāo)。

02    IPHASE相關(guān)產(chǎn)品

IPHASE作為體外研究生物試劑引-領(lǐng)者，為滿足市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量肝星狀細(xì)胞模型的迫切需求，現(xiàn)已研發(fā)、生產(chǎn)出具有高活性、高純度且批次間差異小的人肝星狀細(xì)胞、猴肝星狀細(xì)胞、犬肝星狀細(xì)胞、大鼠肝星狀細(xì)胞和小鼠肝星狀細(xì)胞，適用于肝臟纖維化機(jī)制研究、藥物靶點(diǎn)篩選、細(xì)胞互作分析及再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的探索。

IPHASE生產(chǎn)產(chǎn)品均具有以下優(yōu)勢(shì)：

 合規(guī)性  生產(chǎn)產(chǎn)品的組織均由正規(guī)渠道獲得，來(lái)源清晰。

 安全性  生產(chǎn)組織均經(jīng)過(guò)病原檢測(cè)，保證產(chǎn)品質(zhì)量安全。

 高質(zhì)量  生產(chǎn)產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的內(nèi)部質(zhì)控，且同批次數(shù)量多，批次間差異性小。

 可定制  可根據(jù)客戶特殊需求，提供特殊種屬肝細(xì)胞的定制服務(wù)。