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目的:肝脏干/祖细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞。它对肝损伤的修复和肝脏稳态的维持起重要作用。目前,已经报道了多种类型的肝脏干/祖细胞群,但对其确切细胞组成仍不清楚。我们的前期工作表明,小鼠肝脏组织中存在Lin-CD45-Sca-1-CD49f+和Lin-CD45-Sca-1+CD49f-两个细胞亚群,其中前者在体外可同时分化产生肝细胞和胆管上皮细胞。本文目的是,着重针对Lin-CD45-Sca-1-CD49f+细胞群,进一步剖析和厘清其细胞属性和功能特征,为鉴定出真正的肝脏干/祖细胞和阐明肝再生机理奠定基础。方法:(1)小鼠肝干细胞的分离:断颈处死C57BL/6J小鼠,取肝脏组织,通过机械剪碎与胶原酶IV消化处理及细胞筛过滤获得肝脏单细胞悬液。(2)小鼠肝脏干细胞表型分析及分选:新鲜分离的肝脏单细胞经抗表面标志蛋白抗体孵育染色后,利用流式细胞分析仪进行流式表型分析及含量测定,通过流式细胞分选仪分选靶细胞。(3)肝干细胞的体外分化分析:分选得到的肝脏干细胞经特定的分化培养基诱导培养,培养结束后用抗标志蛋白荧光抗体标记,通过荧光显微镜检测其增殖和分化情况。(4)DDC肝损伤模型构建:使用DDC(diethyl1,4-dihydro-2,4,6-trimethyl-3,5-pyridinedicarboxylate)诱导肝脏损伤。模型构建利用6周龄的C57BL/6J小鼠,日常饮食饲喂含有0.1%DDC的饲料,连续饲喂2周。(5)小鼠肝脏组织冰冻切片及免疫荧光分析:取正常小鼠和DDC模型鼠的新鲜肝脏组织,分别进行组织切片,用抗表面标志蛋白抗体对其染色分析。(6)统计方法:采用SPSS18.0统计分析软件对实验数据进行独立样本T检验分析,统计结果以平均值±标准差表示。结果:(1)Lin-CD45-Sca-1-CD49f+细胞包含CD133+与CD133-两个亚群。对新鲜分离肝脏组织细胞的流式分析显示,干细胞标志蛋白CD133仅在少部分Lin-CD45-Sca-1-CD49f+细胞中表达,约占17.9%;Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞亚群在肝脏细胞中的占比分别为0.073±0.023%和0.015±0.002%。此外,Lin-CD45-Sca-1+CD49f-细胞均不表达CD133。(2)Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞的体外分化能力:为探明Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞功能上的异同,我们利用体外分化实验比较了两者的分化潜能。在适当分化因子存在下并经2周培养,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞可分化产生肝细胞(ALB+)和胆管上皮细胞(CK19+),并形成肝组织样结构。相反,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞则呈现极弱的分化能力,而且诱导后仅检测到ALB+细胞。这些结果表明,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞可能代表了真正意义上或更原始的肝脏干/祖细胞。(3)Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞数量在肝损伤状态下急剧增加。成体干细胞的一个主要特征是能够对环境刺激做出及时应答,从而保障组织功能的调适和正常发挥。我们利用DDC肝损伤小鼠模型,分析了Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞群丰度的变化。与对照小鼠相比,DDC处理小鼠的Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞数量显著上升,其占总肝细胞的比例由0.015±0.005%增加至0.07±0.018%(P<0.01);而Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞的数量仅有温和上升(0.074±0.015%vs 0.102±0.002%,P<0.05)。免疫荧光染色证实了流式分析的结果。CD133+细胞在正常小鼠肝脏组织中分布稀少,而在DDC模型鼠肝脏组织中的分布相对密集。这些结果表明,肝损伤条件下,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞可能发生激活和增殖、进而参与肝脏的损伤修复。(4)Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞丰度的年龄相关性变化。对不同年龄小鼠的分析显示,新生小鼠肝脏中Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞群的含量(0.05±0.002%)相比青年组(0.015±0.002%)、中年组(0.013±0.003%)、老年组(0.023±0.001%)显著增加(P<0.01),老年鼠肝脏Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞的含量高于青年小鼠和中年小鼠(P<0.05),但青年鼠与中年鼠间无明显变化。Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞群的含量(0.38±0.008%)相比青年组(0.074±0.023%)、中年组(0.07±0.012%)、老年组(0.092±0.025%)显著增加(P<0.01),但在其他年龄阶段间均无显著差异。结论:本文比较分析了小鼠肝脏组织中Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+和Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-两个细胞群的表型特征、分化潜能以及它们在衰老和肝损伤状态下的活性变化。相比于Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133-细胞,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+CD133+细胞具有较强的分化能力,并能够形成肝细胞和和胆管上皮细胞。更有意义的是,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+细胞呈现特异性的应激诱导,提示其在肝损伤修复中起主要作用。因此,Lin-CD45-Sca-1-CD49f+细胞可能是一个原始的并具多向分化潜能的肝脏干细胞。该细胞群的鉴定及其深入研究将为理解肝脏再生生物学和发展肝脏疾病临床策略具有重要意义。