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肝豆状核变性，又称威尔逊氏病(WD)，是一种由铜离子转运蛋白基因ATP7B突变造成的肝遗传疾病。已有的该疾病动物模型均不能很好全面地模拟其临床表现的复杂多样性。诱导性多能干细胞(iPSCs)的诞生以及体外肝细胞定向分化的发展，为研究WD提供了新的契机。本研究以亚洲WD病人的热点突变R778L为研究对象，通过分离病人皮肤成纤维细胞，利用逆转录病毒载体PMXs过表达OCT4，SOX2，KLF4和c-MYC,将病人皮肤成纤维细胞重编程为iPSCs，进而在体外进行了肝细胞定向分化，并在此基础上观察了疾病表型，进行了药物筛选验证和基因治疗尝试。主要结果如下：
(1)WD iPSCs呈现碱性磷酸酶阳性，NANOG阳性，表达人胚胎干细胞特异的表面标记SSEA-3，SSEA-4，TRA-1-60和TRA-1-81;其内源多能性基因(OCT4，SOX2，NANOG，REX1)表达水平与人胚胎干细胞H9相似，外源OCT4，SOX2，KLF4和c-MYC均沉默，且具有与H9相似的基因芯片表达谱；与WD皮肤成纤维细胞相比，在WD iPSCs的NANOG和OCT4启动子区发生了显著的去甲基化；拟胚体和畸胎瘤试验证明，WD iPSCs具有分化为三胚层的能力。
(2)WD iPSCs体外定向分化得到的肝细胞(WD iPSCs-Hep)表达药物代谢Ⅰ期，Ⅱ期酶，以及肝特异的核受体，转录因子，转运体等。肝功能试验证明，WD iPSCs-Hep具有糖原合成能力，血清白蛋白分泌能力，尿素合成能力，细胞色素P450(CYP3A4)活力。
(3)WD iPSCs-Hep表现出ATP7B亚细胞定位异常和体外泵铜缺陷的疾病表型。姜黄素(curcumin)部分校正了WD iPSCs-Hep中ATP7B的定位异常，并改进了泵铜能力。此外，利用慢病毒载体过表达野生型ATP7B(pRRL.PPT.SF.ATP7B)显著改进了WD iPSCs-Hep的体外泵铜能力。
综上所述，WD iPSCs建系结合体外肝细胞定向分化，为深入理解WD的发病机理和寻找更优化的个体化治疗方案提供了一个新的平台。