تولید سلول های شبه هپاتوسیتی دارای عملکرد از سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی بوسیله بیش بیان فاکتورهای رونویسیHNF4α و FOXA2
تاریخ انتشار: چهارشنبه 19 تیر 1398
| امتیاز:
پیشینه:
مطالعه پیشین ما نشان داد که بیش بیان فاکتور HNF4α می تواند به طور مستقیم سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs) را به سلول های شبه هپاتوسیتی تمایز دهد. با این حال، کارایی تمایز کبدی پایین باقی مانده است. هدف مطالعه ما ایجاد یک رده سلول بنیادی مزانشیمی بود که ژن های HNF4α و FOXA2 را برای بدست آوردن یک کارایی تمایز کبدی افزایش یافته و تولید سلول های شبه هپاتوسیتی با عملکردهای هپاتوسیت های بالغ بیش بیان می کردند.
روش ها:
ایجاد موفقیت آمیز سطح بالای بیش بیان هم زمان HNF4α و FOXA2 در سلول های شبه هپاتوسیتی القا شده انسانی(hiHep cells) بوسیله فلوسایتومتری، ایمنوفلورسنس و RT-PCR اثبات شد. اندازه گیری آلبومین(ALB)، اوره، گلوکز، بازجذب و آزادسازی ایندوسیانین گرین(ICG)، بیان ژن و فعالیت سیتوکروم P450(CYP) برای آنالیز عملکردهای بالغ کبدی مربوط به سلول های hiHep استفاده شد.
نتایج:
سلول های hiHep به طور موثری ژن ها و پروتئین های HNF4α و FOXA2 را بیان کردند و مورفولوژی اپی تلیالی خاص هپاتوسیت ها را نشان دادند و عملکردهای سلول های شبه هپاتوسیتی بالغ شامل ترشح آلبومین، تولید اوره، بازجذب و آزادسازی ایندوسیانین گرین و ذخیره سازی گلیکوژن را نشان دادند. سلول های hiHep می توانند بوسیله القا کننده های CYP فعال شوند. درصد سلول های مثبت برای آلبومین و آلفا-1-آنتی تریپسین(AAT) به طور تقریبی 6/72 درصد بود. سطح بیان ژن های خاص هپاتوسیت ها(آلبومین، AAT و CYP1A1) و ژن های مربوط به انتقال داروی کبدی(ABCB1، ABCG2 و SLC22A18) در سلول های hiHep به طور قابل توجهی در مقایسه با سلول های وکتور سلول های بنیادی مزانشیمی بالاتر بود. سلول های hiHep بعد از زنوگرافت زیر جلدی در موش های BALB/c nude بعد از دو ماه توموری را شکل دادند.
جمع بندی:
این مطالعه یک استراتژی دست یافتنی، امکان پذیر و موثر را برای تولید سلول های hiHep از سلول های بنیادی مزانشیمی ارائه می دهد.
Hepatobiliary Pancreat Dis Int. 2019 Jun 10. pii: S1499-3872(19)30126-2. doi: 10.1016/j.hbpd.2019.03.013. [Epub ahead of print]
Generation of functional hepatocyte-like cells from human bone marrow mesenchymal stem cells by overexpression of transcription factor HNF4α and FOXA2.
Xie PY1, Hu XJ2, Guo RM3, Meng XC4, Pang PF2, Zhou ZY4, Li D2, Shan H5.
Abstract
BACKGROUND:
Our previous study showed that overexpression of hepatocyte nuclear factor 4α (HNF4α) could directly promote mesenchymal stem cells (MSCs) to differentiate into hepatocyte-like cells. However, the efficiency of hepatic differentiation remains low. The purpose of our study was to establish an MSC cell line that overexpressed HNF4α and FOXA2 genes to obtain an increased hepatic differentiation efficiency and hepatocyte-like cells with more mature hepatocyte functions.
METHODS:
Successful establishment of high-level HNF4α and FOXA2 co-overexpression in human induced hepatocyte-like cells (hiHep cells) was verified by flow cytometry, immunofluorescence and RT-PCR. Measurements of albumin (ALB), urea, glucose, indocyanine green (ICG) uptake and release, cytochrome P450 (CYP) activity and gene expression were used to analyze mature hepatic functions of hiHep cells.
RESULTS:
hiHep cells efficiently express HNF4α and FOXA2 genes and proteins, exhibit typical epithelial morphology and acquire mature hepatocyte-like cell functions, including ALB secretion, urea production, ICG uptake and release, and glycogen storage. hiHep cells can be activated by CYP inducers. The percentage of both ALB and α-1-antitrypsin (AAT)-positive cells was approximately 72.6%. The expression levels of hepatocyte-specific genes (ALB, AAT, and CYP1A1) and liver drug transport-related genes (ABCB1, ABCG2, and SLC22A18) in hiHep cells were significantly higher than those in MSCs-Vector cells. The hiHep cells did not form tumors after subcutaneous xenograft in BALB/c nude mice after 2 months.
CONCLUSION:
This study provides an accessible, feasible and efficient strategy to generate hiHep cells from MSCs.
Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.
PMID: 31230960