黃民，黃粲宸 綜述　劉衛(wèi)輝 審校

（1. 西南醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 瀘州 646000；2. 中國人民解放軍成都軍區(qū)總醫(yī)院 全軍普通外科中心，四川 成都610083）

肝臟具有巨大的再生能力，其參與再生的細(xì)胞取決于肝臟損傷的性質(zhì)和嚴(yán)重程度[1]。完整肝再生過程可以整合成兩大部分：再生和創(chuàng)傷修復(fù)，換而言之，即就肝損傷而言，其包含高效的實質(zhì)修復(fù)和適當(dāng)?shù)难艿乳g質(zhì)的完整修復(fù)，血管等間質(zhì)的再生將進(jìn)一步有效促進(jìn)肝再生。一般來說，根據(jù)肝損傷類型的不同，可以將肝再生主要分為3種不同層次。第一，在生理情況下，或由于外科手術(shù)的切除造成的輕至中度肝實質(zhì)缺失時，肝質(zhì)量更新、修復(fù)主要依賴成熟肝細(xì)胞的分裂維持。第二，除了成熟的肝細(xì)胞外，定植或游離的干/祖細(xì)胞（下文涉及的干/祖細(xì)胞均指成體干/祖細(xì)胞）也積極參與肝再生。例如，活化的干/祖細(xì)胞已經(jīng)廣泛確認(rèn)存在于急性或慢性肝損傷中[2-3]。當(dāng)肝臟嚴(yán)重?fù)p傷或肝細(xì)胞的增殖受到抑制時，肝臟將動員活化的肝干/祖細(xì)胞（liver stem/progenitor cells，LSPCs）來修復(fù)損傷的肝實質(zhì)細(xì)胞。肝卵圓細(xì)胞和小肝樣祖細(xì)胞是常見的兩種肝干/祖細(xì)胞，他們能夠快速的增殖分化成肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞以彌補(bǔ)肝實質(zhì)的缺失和維持肝穩(wěn)態(tài)。第三，除了肝內(nèi)的干/祖細(xì)胞外，肝外骨髓來源的干/祖細(xì)胞也可以通過骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞融合損傷的肝細(xì)胞，或者分化為肝樣細(xì)胞來促進(jìn)肝再生[4]。此外，肝竇內(nèi)皮來源的祖細(xì)胞也可以通過促進(jìn)血管再生等從而促進(jìn)肝再生修復(fù)[5]。

因此，深入了解各種肝內(nèi)外干/祖細(xì)胞促進(jìn)肝再生的過程和機(jī)制，對臨床治療各種肝病具有重大意義。已表明在一些肝大部分切除或肝極限切除后，干/祖細(xì)胞的移植能顯著改善肝功，并促進(jìn)肝再生[6-7]，這為臨床極限肝切除時提供了一定基礎(chǔ)保障；其次，在一些肝硬化壞死的實驗研究中證實存在肝干/組細(xì)胞的活化動員，且其能夠明顯改善肝功能，提高生存期[8]，這些研究為臨床動員干/組細(xì)胞治療一些肝病提供了部分依據(jù)。

1　肝干/祖細(xì)胞對肝再生的作用

1.1　肝干/祖細(xì)胞參與肝再生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

近期研究證實，肝受損嚴(yán)重或肝細(xì)胞增殖受抑制時，肝干/祖細(xì)胞才是參與肝臟再生修復(fù)的主角，Alison等[9]早期在急性肝損傷的動物模型中發(fā)現(xiàn)了卵圓細(xì)胞（肝干/祖細(xì)胞的一種），并證實其顯著促進(jìn)了受損肝臟的修復(fù)。然而，Miyaoka等[10]利用基因系譜追蹤法發(fā)現(xiàn)整個再生恢復(fù)過程中，肝細(xì)胞平均只完成了0.7次有絲分裂，而肝臟的大體體積卻增加了1.5倍，據(jù)此認(rèn)為肝細(xì)胞的病理增生才是再生過程中的主要作用。對此，筆者認(rèn)為，二者可能并不矛盾，再生早期肝臟病理變化可能以殘余肝細(xì)胞病理肥大為主，以彌補(bǔ)早期肝急劇肝損傷，而中后期隨著干細(xì)胞增殖高峰的出現(xiàn)，干細(xì)胞逐漸增多從而發(fā)揮主要作用，進(jìn)而兩者共同促進(jìn)肝臟恢復(fù)。

前述的研究[11]已表明，特定情況下，肝干/祖將被激活，參與肝臟組織的修復(fù)再生，如急性的肝損傷和肝硬化等情況下。并且，與多數(shù)其他上皮組織（腸和皮膚）中定植的干細(xì)胞需要持續(xù)的增殖分化以更新日常的丟失來維持器官組織功能的干細(xì)胞不同，肝干/祖細(xì)胞具有“特招”的特性：一方面在正常健康條件下，肝干/祖細(xì)胞并不參與組織更新修復(fù)；另一方面其表面標(biāo)志物僅在肝損傷后干/祖細(xì)胞被激活后表達(dá)。當(dāng)肝干/祖細(xì)胞被活化后，其遷移到肝小葉分化成肝細(xì)胞或膽管上皮細(xì)胞去參與肝再生。

1.2　動員肝干/祖細(xì)胞參與肝再生的模型

為了動員肝干/祖細(xì)胞，抑制成熟肝細(xì)胞的增殖是重要的一步[12]，經(jīng)典的抑制肝細(xì)胞增殖藥物主要是二乙酰氨基芴（2-acetylaminofluorene，2-AAF）和倒千里光堿，其中2-AAF能夠顯著抑制成熟肝細(xì)胞的增殖而不影響干細(xì)胞的增殖。為了激活肝干/祖細(xì)胞參與嚙齒類動物肝再生，早期做過大量動物模型研究，包括各類化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)和物理損傷誘導(dǎo)模型?；瘜W(xué)物質(zhì)主要包括早期的乙硫氨基酪酸（ethionine）[13]、半乳糖胺（galactosamine）[14]、四氯化碳（CCl4）和烯丙醇（allyl alcohol，AA）等。物理損傷模型主要包括各種比例的肝切除模型，但Solt-Farber等的改良法（70% PHx+2-AAF）一直以來被認(rèn)為是研究肝再生的經(jīng)典模型[15]，此模型制作包括大鼠肝切術(shù)前4 d和術(shù)后7 d灌胃2-AAF以抑制肝細(xì)胞增殖，第5天行70%的肝切除。在此種模型中，受損肝臟成熟的肝細(xì)胞增殖被抑制，進(jìn)而動員肝干/祖細(xì)胞，激活的干/祖細(xì)胞進(jìn)一步分化成肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞以恢復(fù)肝臟功能。在人類研究中表明至少50%的肝缺損后才能明顯激活肝干/祖細(xì)胞，并且肝干/祖細(xì)胞的Ki-67陽性率與增殖的肝細(xì)胞Ki-67陽性率成負(fù)相關(guān)[16]。上述表明肝臟的缺損和/或肝細(xì)胞增殖受損是激活肝干/祖細(xì)胞是不可或缺的部分。目前普遍的應(yīng)用70%PHx+2-AAF經(jīng)典模型中，在肝部分切除前后，肝細(xì)胞增殖被2-AAF所抑制從而有利于肝干/祖細(xì)胞的活化。然而，這種模型并不適用于小鼠，因其無法有效激活干/祖細(xì)胞。取而代之的是一些含毒物的飲食誘導(dǎo)模型，其中最廣泛使用的是含（3，5-diethoxycarbonyl-1，4-dihidrocollidine，DDC）飲食誘導(dǎo)模型[17]和含（cholinedeficient ethionine，CDE）飲食誘導(dǎo)模型[18]。

1.3　肝干/祖細(xì)胞定位和細(xì)胞表型分子

通常來說，肝干/祖細(xì)胞存在肝內(nèi)終末膽管分支處，即赫令管[19]（canals of Hering）。一些研究也發(fā)現(xiàn)其散在分布在肝實質(zhì)。由于其缺乏特異性的標(biāo)記物，從而導(dǎo)致了對其認(rèn)知的局限。本文中將簡單介紹一些目前公認(rèn)度較高的標(biāo)志物。由于干/祖細(xì)胞缺乏特征性的標(biāo)記分子，為了避免假陽性，通常聯(lián)合多種標(biāo)記物以提高準(zhǔn)確度：包括CD133[20]、上皮細(xì)胞黏附分子（EpCAM）[21]、Dlk1（Delta-like 1 homolog）[22]和CD13[23]等聯(lián)合，如CD13+CD133、EpCAM+Dlk1、CD133+EpCA。此外CD45-/TER119-/c-Kit-/CD29+/CD49f+和CD45-/TER119-/c-Kit-/c-Met+/CD49f+[24]也能分別有效富集和鑒別肝干/祖細(xì)胞。隨著研究的進(jìn)展，許多新的表型分子也用于鑒別肝干/祖細(xì)胞，如Thy1、Sca-1、ICAM-1和Foxl1[25]等。表面活性的單克隆抗體MIC1-1C3也可用于鑒別肝干/祖細(xì)胞，并且其在正常肝臟中幾乎不表達(dá)[26]，而作為腸道系統(tǒng)的干細(xì)胞標(biāo)記分子Lgr5，最近也被發(fā)現(xiàn)存在于其他組織和器官中，如在使用Lgr5-LacZ和Lgr5-CreERT2基因轉(zhuǎn)入的小鼠實驗中證實Lgr5也特異性表達(dá)于肝干/祖細(xì)胞中[27]。

1.4　肝干/祖細(xì)胞參與肝再生的機(jī)制

1.4.1協(xié)同肝干/祖細(xì)胞促進(jìn)肝再生的細(xì)胞肝嚴(yán)重?fù)p傷后干/祖細(xì)胞的出現(xiàn)和擴(kuò)增并不是一個自發(fā)的過程，其涉及到多種其他類型的細(xì)胞，這些細(xì)胞直接或間接同干/祖細(xì)胞或其前體細(xì)胞相互作用，從而觸發(fā)干/祖細(xì)胞反應(yīng)。生理情況下，組織干/祖細(xì)胞受到其周圍環(huán)境的支持和調(diào)控，習(xí)慣稱之為干細(xì)胞池或壁龕（微環(huán)境）。肝干/祖細(xì)胞微環(huán)境包含了多種肝實質(zhì)和非實質(zhì)的細(xì)胞、趨化的炎癥細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)等成分。這些實質(zhì)和非實質(zhì)細(xì)胞能夠分泌大量激素和生長調(diào)節(jié)因子同肝干/祖細(xì)胞交互作用從而調(diào)節(jié)其增殖和分化過程。例如，已證實巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞能同肝干/祖細(xì)胞相互作用從而影響肝干祖細(xì)胞的增殖、分化和遷移。利用肝再生的三維模型也發(fā)現(xiàn)[28]：成纖維細(xì)胞可以通過上調(diào)Notch信號而促進(jìn)膽管細(xì)胞的再生，而巨噬細(xì)胞則表達(dá)Notch信號的抑制物Numb，同時上調(diào)Wnt 3a信號通路來增強(qiáng)肝細(xì)胞的再生。并且，輸入骨髓來源的巨噬細(xì)胞能夠顯著改善嚙齒動物肝再生和纖維形成能力[29]。肝星狀細(xì)胞是肝內(nèi)主要定植的非實質(zhì)細(xì)胞，在肝再生的早期（損傷后2～6 d），肝星狀細(xì)胞分泌大量的肝細(xì)胞生長因子（HGF）以調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶和p38信號通路刺激肝干/祖細(xì)胞增殖。相反，在再生的終末階段（12～15 d），肝星狀細(xì)胞通過分泌高濃度的TGF-β1抑制肝干/祖細(xì)胞細(xì)胞DNA的合成從而恰當(dāng)?shù)恼{(diào)控再生過程[30]。

除上述作用細(xì)胞外，最近的一項小鼠實驗[31]發(fā)現(xiàn)在肝干/祖細(xì)胞微環(huán)境中存在一群表達(dá)胸腺細(xì)胞抗原1（Thy1）的間質(zhì)細(xì)胞群，它們在刺激肝干/祖細(xì)胞的活化上起重要作用。研究者發(fā)現(xiàn)，在靠近肝干/祖細(xì)胞的門脈區(qū)域Thy1+的細(xì)胞顯著擴(kuò)增，并且Thy1+的細(xì)胞能分泌一種促進(jìn)干/祖雙向分化的因子成纖維細(xì)胞生長因子7（FGF-7）。在進(jìn)一步的基因敲除和轉(zhuǎn)基因小鼠實驗中，同樣證實了FGF-7對于誘導(dǎo)干/祖細(xì)胞再生反應(yīng)是高效的且必不可少的。

1.4.2協(xié)同肝干/祖細(xì)胞促進(jìn)肝再生的細(xì)胞外基質(zhì)除了細(xì)胞間的交互作用外，細(xì)胞外基質(zhì)對肝干祖細(xì)胞的活化也起著重要作用[32]。研究[33]證實在基質(zhì)金屬蛋白酶的作用下，胞外基質(zhì)的重塑對于肝干祖細(xì)胞的增殖必不可少。同時，在胞外基質(zhì)中含有許多與干祖細(xì)胞活化和增殖相關(guān)的因子，包括IL-6、IL-18、IL-22、HGF、EGF、TNF-α、SCF-1等。如：巨噬細(xì)胞分泌的腫瘤壞死因子樣弱凋亡誘導(dǎo)劑（TWEAK）選擇性作用于卵圓細(xì)胞，通過與其Fn14受體作用促進(jìn)干/祖細(xì)胞增殖更新[34]。基質(zhì)衍生因子-1和其趨化因子受體-4（SDF-1/CXCR4）結(jié)合影響干祖細(xì)胞的遷移等。IL-6[35]和IL-22[36]則可通過STAT3信號通路來保護(hù)肝臟和促進(jìn)干細(xì)胞反應(yīng)。并且IL-6還上調(diào)HGF和TWEAK的表達(dá)，同時上調(diào)NK細(xì)胞抑制肝細(xì)胞癌的發(fā)生從而精確調(diào)控肝再生反應(yīng)。最新的研究也發(fā)現(xiàn)IL-18可以通過p38、C-jun、NF-κB 3個信號通路來調(diào)節(jié)上下游反應(yīng)物來促進(jìn)干祖細(xì)胞增殖[37]。為了探究NF-ΚB信號通路的具體機(jī)制，Zhao等[38]利用大鼠基因檢測，得出與NF-ΚB信號通路3個分支相關(guān)的7個關(guān)鍵基因，包括Tnf、AI137604、Ccl2、Gnail、CCND1等基因。利用基因檢測的方法，Chang等[39]發(fā)現(xiàn)一種新的細(xì)胞生長因SPINK3在PHx后2～24 h顯著升高，并且SPINK3與EGFR結(jié)合后通過P38、PKC、JAK-STST和AKT信號通路促進(jìn)肝再生。

在上述所用因子中，肝細(xì)胞生長因子（HGF）被認(rèn)為是最經(jīng)典且最重要的。HGF及其受體c-Met通過一種多效的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控肝干/祖細(xì)胞的平衡。在離體試驗中，c-Met受體的缺乏將導(dǎo)致干祖細(xì)胞的成形能力降低，體內(nèi)實驗時其缺乏將導(dǎo)致肝干/祖細(xì)胞池減少，干細(xì)胞遷移受損和干細(xì)胞分化減少[40]。并且，c-Met受體敲除后，將造成胞外基質(zhì)重建受損和肝干祖細(xì)胞微環(huán)境受損，其原因可能是MMP9和SCF-1減少有關(guān)。綜上表明c-Met受體對肝干/祖細(xì)胞的反應(yīng)具有重要直接作用。同時，也證實了對于受損肝臟的再生HGF/c-Met是一個必不可少的生長因子信號通路[41-42]。肝干/祖細(xì)胞再生的另外一個關(guān)鍵的調(diào)控機(jī)制是EGF/EGFR。HGF/c-Met聯(lián)合EGF/EGFR通過活化的細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶途徑來增加肝干/祖細(xì)胞自我更新的能力。c-Met通過激活蛋白激酶B（PKB或Akt）和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子3（STAT3）促進(jìn)肝細(xì)胞的分化。而EGFR通過選擇性誘導(dǎo)Notch1信號通路從而促進(jìn)膽管上皮的形成并同時抑制肝細(xì)胞的分化形成[43]。

1.4.3促進(jìn)肝干/祖細(xì)胞反應(yīng)的潛在的主要信號通路肝干/祖細(xì)胞介導(dǎo)的肝再生的是由一系列事件組成，除受到前述的細(xì)胞外微環(huán)境中細(xì)胞和基質(zhì)成分影響外，還受到細(xì)胞內(nèi)多條信號通路調(diào)控，如前文所述：P38、PKC、JAK-STAT和Akt等信號通路在肝再生過程發(fā)揮著重要作用，除此之外，Wnt、Notch和 Hedgehog（Hh）號通路[44-45]是多數(shù)研究關(guān)注的熱點。由微環(huán)境激活的Wnt和Notch信號通路在決定肝干/祖細(xì)胞向肝細(xì)胞還是膽管細(xì)胞分化的命運(yùn)上扮演了重要角色。研究[46]顯示W(wǎng)nt信號通路調(diào)控肝干/祖細(xì)胞向肝細(xì)胞分化，而Notch信號通路則促進(jìn)肝干/祖細(xì)胞向膽管系分化。Notch基因的配體Jagged1由Thy1+的肌纖維母細(xì)胞產(chǎn)生，并與肝干/祖細(xì)胞上的受體作用從而活化下游信號通路，促進(jìn)肝干/祖細(xì)胞向膽管細(xì)胞分化。于此相反，Wnt信號分子作用于肝干/祖細(xì)胞誘導(dǎo)β-鏈蛋白信號并同時表達(dá)Notch信號途徑的抑制物，最終導(dǎo)致肝干/祖細(xì)胞向膽管細(xì)胞分化的Notch信號通路受抑制，向肝細(xì)胞分化受促進(jìn)。作為Notch信號通路上游重要的功能效應(yīng)器，Hippo信號途徑在體內(nèi)能有效促使肝干/祖細(xì)胞向肝細(xì)胞分化[47]。最近，在斑馬魚的一項研究[48]中，研究者發(fā)現(xiàn)了Bmp信號通路能調(diào)節(jié)肝干/祖向肝細(xì)胞分化并促進(jìn)肝細(xì)胞的增殖。肝干/祖細(xì)胞能根據(jù)肝損傷的性質(zhì)誘導(dǎo)適當(dāng)?shù)脑偕磻?yīng)。因此，明確這些不同信號通路之間的平衡關(guān)系對于肝干/祖細(xì)胞的分化結(jié)果具有重要意義。

2　竇內(nèi)皮祖細(xì)胞參與肝再生的作用

2.1　肝竇內(nèi)皮細(xì)胞對肝再生的作用

肝臟中除了大約80%實質(zhì)細(xì)胞外，還有20%的非實質(zhì)細(xì)胞，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞是數(shù)量較多的非實質(zhì)細(xì)胞之一，其具有特殊的窗口結(jié)構(gòu)，具有吞噬、抗原提成和血流調(diào)節(jié)等功能，并且能夠分泌大量與血管再生相關(guān)的細(xì)胞因子，如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）等參與調(diào)節(jié)肝再生的微環(huán)境。肝再生過程中需要在時空上精確的調(diào)控肝細(xì)胞和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的增殖從而重構(gòu)肝臟結(jié)構(gòu)和功能。竇內(nèi)皮細(xì)胞通過各種細(xì)胞因子的變化動態(tài)的調(diào)節(jié)肝再生[49]，在再生早期階段，竇內(nèi)皮細(xì)胞通過下調(diào)血管生成素2（angiopoietin-2）促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，而在再生的中后期，血管生成素2逐漸升高，并與血管內(nèi)皮生長因子受體2（VEGFR2）結(jié)合，促進(jìn)竇內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管再生而促進(jìn)肝再生。另外，Moniaux等[50]研究也發(fā)現(xiàn)，在再生的早期階段，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞通過VEGFR2-Id1的聯(lián)合作用而分泌血管生成因子Wnt2和HGF促進(jìn)肝再生。值得注意的是：慢性損傷之后，肝竇內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)CXCR7-Id1信號通路的活化和CXCR4的上調(diào)之間存在著動態(tài)平衡。當(dāng)CXCR7-Id1較CXCR4占優(yōu)勢時，其主導(dǎo)正常肝再生。相反，若反復(fù)刺激，CXCR4的上調(diào)較CXCR7-Id1占優(yōu)勢時將導(dǎo)致肝臟纖維化[51]。總的來說，以上數(shù)據(jù)基本可以知道竇內(nèi)皮細(xì)胞在肝再生過程中發(fā)揮監(jiān)視和調(diào)節(jié)的作用。

2.2　竇內(nèi)皮祖細(xì)胞對肝再生作用

一般來說，竇內(nèi)皮祖細(xì)胞（sinusoidal endothelial cell progenitor cells，SEPCs）主要分為兩種：肝內(nèi)定植的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞（resident SEPCs）和骨髓來源的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞（BM SEPCs）[52]。顧名思義，以往認(rèn)為肝內(nèi)定植的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞主要貢獻(xiàn)于肝竇內(nèi)皮的日常更新，但是并沒有研究確切證實。與以往的觀念相反，最近的一些研究證實，骨髓來源的竇內(nèi)皮細(xì)胞比肝內(nèi)成熟的竇內(nèi)皮細(xì)胞更富含HGF，是促進(jìn)肝臟再生的主力軍[53]。但是無論何種來源，他們都表達(dá)干細(xì)胞標(biāo)記物CD133、CD45和內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)記物CD31，同時也富含血管內(nèi)皮生長因子受體1（VEGF1）和血管內(nèi)皮生長因子受體2（VEGF 2）[52]。當(dāng)肝損傷或部分切除后，肝內(nèi)的VEGF調(diào)控著BM SEPCs招募到肝臟的每一步：BM SEPCs的增殖、BM SEPCs進(jìn)入血循環(huán)、BM SEPCs遷移入肝內(nèi)并分化為成熟竇內(nèi)皮細(xì)胞[5]。

骨髓來源的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞在竇內(nèi)皮細(xì)胞的正常更新中并不起作用，然而，當(dāng)肝損傷后，骨髓來源的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞成倍的增殖和遷移入循環(huán)中，且其分化而來的竇內(nèi)皮細(xì)胞占總數(shù)的近25%[5]。因此可以認(rèn)為，相比定值的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞而言，骨髓來源的竇內(nèi)皮祖細(xì)胞能更強(qiáng)的增殖，遷移分化成竇內(nèi)皮細(xì)胞而修復(fù)肝損傷，是促進(jìn)肝再生的主要動力。然而，當(dāng)肝部分切除后，注射分離的定植竇內(nèi)皮祖細(xì)胞，可以觀察到竇內(nèi)皮祖細(xì)胞明顯擴(kuò)增，并持續(xù)遷移入肝。因此，探究定植和骨髓來源的竇內(nèi)皮細(xì)胞在增殖中的作用地位仍需要繼續(xù)研究。

3　肝外來源的干/祖細(xì)胞對肝再生的作用

除了肝內(nèi)來源的干/祖細(xì)胞外，肝外來源的成體干/祖細(xì)胞在肝臟的再生過程中也起重要作用。目前，關(guān)注較多的肝外來源的成體干/祖細(xì)胞主要有脂肪源性的干/祖細(xì)胞、骨髓源性的干細(xì)胞等。脂肪源性的干/祖細(xì)胞主要在軟組織缺損修復(fù)、骨與軟骨的損傷修復(fù)、心肌再生及心臟功能改善、促血管新生治療缺血性疾病等方面研究和應(yīng)用較多，而對于肝臟再生的應(yīng)用還比較局限，應(yīng)用甚少。與此不同，骨髓源性的干細(xì)胞對肝臟的再生修復(fù)研究應(yīng)用較為廣泛，其可以發(fā)揮多種調(diào)節(jié)功能而促進(jìn)肝臟再生。

3.1　骨髓來源的干細(xì)胞參與肝再生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

骨髓來源的干細(xì)胞在肝再生過程中扮演著重要作用[54]，其主要包括骨髓造血干細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。肝受損或切除后，骨髓中CD39高表達(dá)的造血干細(xì)胞能夠被動員遷入肝內(nèi)，通過下調(diào)IL-1β介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)而促進(jìn)肝臟增殖修復(fù)。最近的研究[55]也得出，使用造血干細(xì)胞促進(jìn)劑普樂沙福（plerixafor）和/或G-SCF能顯改善肝臟創(chuàng)傷修復(fù)過程并有顯著的抗纖維化作用。與造血干細(xì)胞相比，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的歸巢遷移能力，同時在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和抗纖維化方面更具優(yōu)勢，其通過旁分泌作用和免疫調(diào)節(jié)作用與肝星狀細(xì)胞、肝細(xì)胞對話，從而促進(jìn)受損肝臟的修復(fù)[56]。

3.2　骨髓來源的干細(xì)胞參與再生的機(jī)制

越來越多的研究[57]顯示了肝損傷修復(fù)過程中骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)作用的重要性。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過幾個不同的方面參與肝再生：⑴ 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過旁分泌因子修復(fù)損傷的肝質(zhì)量：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞通過旁分泌各種免疫炎癥調(diào)節(jié)因子促進(jìn)殘肝的早期再生[58]。⑵ 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞釋放外泌體啟動保護(hù)性反應(yīng)：已證實在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞條件培養(yǎng)基中含有外泌體，其主要是通過激活增殖再生反應(yīng)而加強(qiáng)對肝損傷的保護(hù)作用[59]。⑶ 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞在某些條件的誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)分化為肝細(xì)胞：研究[60]已得出，在一定條件下，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以直接轉(zhuǎn)分化成肝細(xì)胞，或融合受損的肝細(xì)胞促進(jìn)肝細(xì)胞再生修復(fù)。

研究[58]顯示，肝損傷后輸注骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療，觀察到其能夠下調(diào)CD4+T細(xì)胞數(shù)量，抑制TH1細(xì)胞表達(dá)和誘導(dǎo)產(chǎn)生調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs），從而減輕炎癥浸潤促進(jìn)肝修復(fù)。并且同時，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞也能誘導(dǎo)產(chǎn)生一種調(diào)劑性樹突狀細(xì)胞（DCs），這些細(xì)胞能夠通過調(diào)節(jié)TGF-β而誘導(dǎo)Tregs細(xì)胞分化。同時，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源的前列腺素E2和其受體EP4在誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞前體細(xì)胞分化為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中具有重要作用。總之，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞能減輕各種原因?qū)е碌母螕p傷。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌來源的外泌體，是一種具有多重功能的生物活性物質(zhì)，其可以通過多種機(jī)制促進(jìn)受損肝臟的修復(fù)[61]。Tan等[59]研究發(fā)現(xiàn)，在CCl4誘導(dǎo)的肝損傷再生模型中，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體純化物能夠顯著提高肝細(xì)胞的存活率，并同促進(jìn)肝細(xì)胞的再生增殖。而其可能涉及的機(jī)制主要為，一方面外泌體可以上調(diào)體內(nèi)抗凋亡基因Bcl-xL，Bcl-2的表達(dá)，從而降低凋亡蛋白酶3/7的生成，最終來抑制肝細(xì)胞的凋亡。另一方面，研究還發(fā)現(xiàn)外泌體可以明顯促進(jìn)NF-κB、cyclin D1和cyclin E等促進(jìn)肝細(xì)胞再生的基因表達(dá)，從而激活下游一系列信號通路的表達(dá)促進(jìn)肝臟再生。

除上述兩者外，在一些特定的條件下，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)分化為成熟肝細(xì)胞，在Azevedo等[62]研究中證實，在肝臟受損的小鼠體內(nèi)輸入帶有綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)染的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞后，在其體內(nèi)檢測到了帶有綠色熒光蛋白表達(dá)的成熟肝細(xì)胞，再者，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞還能通過融合受損的成熟的肝細(xì)胞促進(jìn)再生[63]。

4　存在的問題及研究前景

各種肝內(nèi)外干/祖的部分作用機(jī)制本文已闡述，但是，再生是一個復(fù)雜的過程，受體內(nèi)外各種環(huán)境的影響，其具體機(jī)制目前仍無法明了。再者，雖然各種肝內(nèi)外的干/祖細(xì)胞已被探索，但由于缺乏特異性的標(biāo)記物，對各種干/祖細(xì)胞的鑒別分選、起源探索目前仍有一定困難。雖然存在上述諸多不足，但是隨著再生醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，干/祖細(xì)胞在器官再造，器官修復(fù)等應(yīng)用方面具有巨大潛能。隨著3D打印技術(shù)的成熟和脫細(xì)胞支架的研究發(fā)展。在3D打印或者脫細(xì)胞的支架中填充自體或異體來源的干/祖細(xì)胞重造組織器官，將會為需要器官移植的患者帶來巨大福音。

[1] Van Haele M, Roskams T. Hepatic Progenitor Cells: An Update [J].G Gastroenterol Clin North Am, 2017, 46(2):409–420. doi: 10.1016/j.gtc.2017.01.011.

[2] Itoh T, Miyajima A. Liver regeneration by stem/progenitor cells[J].Hepatology, 2014, 59(4):1617–1626. doi: 10.1002/hep.26753.

[3] Miyajima A, Tanaka M, Itoh T. Stem/progenitor cells in liver development, homeostasis, regeneration, and reprogramming[J].Cell Stem Cell, 2014, 14(5):561–574. doi: 10.1016/j.stem.2014.04.010.

[4] Liu WH, Song FQ, Ren LN, et al. The multiple functional roles of mesenchymal stem cells in participating in treating liver diseases[J].J Cell Mol Med, 2015, 19(3):511–520. doi: 10.1111/jcmm.12482.

[5] Wang L, Wang X, Wang L, et al. Hepatic vascular endothelial growth factor regulates recruitment of rat liver sinusoidal endothelial cell progenitor cells[J]. Gastroenterology, 2012,143(6):1555–1563. doi: 10.1053/j.gastro.2012.08.008.

[6] Uribe-Cruz C, Kieling CO, López ML, et al. Encapsulated Whole Bone Marrow Cells Improve Survival in Wistar Rats after 90%Partial Hepatectomy[J]. Stem Cells Int, 2016, 2016:4831524. doi:10.1155/2016/4831524.

[7] Herrero A, Prigent J, Lombard C, et al. Adult-Derived Human Liver Stem/Progenitor Cells Infused 3 Days Postsurgery Improve Liver Regeneration in a Mouse Model of Extended Hepatectomy[J]. Cell Transplant, 2017, 26(2):351–364. doi:10.3727/096368916X692960.

[8] Williams MJ, Clouston AD, Forbes SJ. Links between hepatic fibrosis, ductular reaction, and progenitor cell expansion[J].Gastroenterology, 2014, 146(2):349–356. doi: 10.1053/j.gastro.2013.11.034.

[9] Alison M, Golding M, Lalani EN, et al. Wholesale hepatocytic differentiation in the rat from ductular oval cells, the progeny of biliary stem cells[J]. J Hepatol, 1997, 26(2):343–352.

[10] Miyaoka Y, Ebato K, Kato H, et al. Hypertrophy and unconventional cell division of hepatocytes underlie liver regeneration[J]. Curr Biol, 2012, 22(13):1166–1175. doi: 10.1016/j.cub.2012.05.016.

[11] Shang H, Wang Z, Song Y. Liver progenitor cells-mediated liver regeneration in liver cirrhosis[J]. Hepatol Int, 2016, 10(3):440–447.doi: 10.1007/s12072–015–9693–2.

[12] Petersen BE, Zajac VF, Michalopoulos GK. Hepatic oval cell activation in response to injury following chemically induced periportal or pericentral damage in rats[J]. Hepatology, 1998,27(4):1030–1038.

[13] Shinozuka H, Lombardi B, Sell S, et al. Early histological and functional alterations of ethionine liver carcinogenesis in rats fed a choline‐deficient diet[J]. Cancer Res, 1978, 38(4):1092–1098.

[14] Lemire JM, Shiojiri N, Fausto N. Oval cell proliferation and the origin of small hepatocytes in liver injury induced by D-galactosamine[J]. Am J Pathol, 1991, 139(3):535–552.

[15] Dusabineza AC, Van Hul NK, Abarca-Quinones J, et al.Participation of liver progenitor cells in liver regeneration: lack of evidence in the AAF/PH rat model[J]. Lab Invest, 2012, 92(1):72–81. doi: 10.1038/labinvest.2011.136.

[16] Katoonizadeh A, Nevens F, Verslype C, et al. Liver regeneration in acute severe liver impairment: a clinicopathological correlation study[J]. Liver Int, 2006, 26(10):1225–1233.

[17] Jelnes P, Santoni-Rugiu E, Rasmussen M, et al.Remarkable heterogeneity displayed by oval cells in rat and mouse models of stem cell-mediated liver regeneration[J]. Hepatology, 2007,45(6):1462–1470.

[18] Tonkin J , Knight B, Curtis D, et al. Bone marrow cells play only a very minor role in chronic liver regeneration induced by a cholinedeficient, ethionine-supplemented diet[J]. Stem Cell Research,2008, 1(3):195–204. doi: 10.1016/j.scr.2008.05.004.

[19] Papp V, Rókusz A, Dezs K, et al. Expansion of hepatic stem cell compartment boosts liver regeneration[J]. Stem Cells Dev, 2014,23(1):56–65. doi: 10.1089/scd.2013.0202.

[20] Liu WH, LiR, Dou KF. Convenient and efficient enrichment of the CD133+ liver cells from rat fetal liver cells as a source of liver stem/progenitor cells[J]. Stem Cell Rev, 2011, 7(1):94–102. doi:10.1007/s12015–010–9119–4.

[21] Okabe M, Tsukahara Y, Tanaka M, et al. Potential hepatic stem cells reside in EpCAM+ cells of normal and injured mouse liver[J].Development, 2009, 136(11):1951–1960. doi: 10.1242/dev.031369.

[22] Nishina H. hDlk-1: a cell surface marker common to normal hepatic stem/progenitor cells and carcinomas[J]. J Biochem, 2012,152(2):121–123. doi: 10.1093/jb/mvs069.

[23] Kakinuma S, Ohta H, Kamiya A, et al. Analyses of cell surface molecules on hepatic stem/progenitor cells in mouse fetal liver[J]. J Hepatol, 2009, 51(1):127–138. doi: 10.1016/j.jhep.2009.02.033.

[24] Minguet S, Cortegano I, Gonzalo P, et al. A population of c-Kit(low)(CD45/TER119)- hepatic cell progenitors of 11-day postcoitus mouse embryo liver reconstitutes cell-depleted liver organoids[J]. J Clin Invest, 2003, 112(8):1152–1163.

[25] Sackett SD, Li Z, Hurtt R, et al. Foxl1 is a marker of bipotential hepatic progenitor cells in mice[J]. Hepatology, 2009, 49(3):920–929. doi: 10.1002/hep.22705.

[26] Dorrell C, Erker L, Lanxon-Cookson KM, et al. Surface markers for the murine oval cell response[J]. Hepatology, 2008, 48(4):1282–1291. doi: 10.1002/hep.22468.

[27] Huch M, Dorrell C, Boj SF, et al. In vitro expansion of single Lgr5+liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration[J]. Nature,2013, 494(7436):247–250. doi: 10.1038/nature11826.

[28] Boulter L, Govaere O, Bird TG, et al. Macrophage-derived Wnt opposes Notch signaling to specify hepatic progenitor cell fate in chronic liver disease[J]. Nat Med, 2012, 18(4):572–579. doi:10.1038/nm.2667.

[29] Thomas JA, Pope C, Wojtacha D, et al. Macrophage therapy for murine liverfibrosis recruits host eあector cells improvingfibrosis,regeneration, and function[J]. Hepatology, 2011, 53(6):2003–2015.doi: 10.1002/hep.24315.

[30] Chen L, Zhang W, Zhou QD, et al. HSCs play a distinct role in different phases of oval cell‐mediated liver regeneration[J]. Cell Biochem Funct, 2012, 30(7):588–596. doi: 10.1002/cbf.2838.

[31] Takase HM, Itoh T, Ino S, et al. FGF7 is a functional niche signal required for stimulation of adult liver progenitor cells that support liver regeneration[J]. Genes Dev, 2013, 27(2):169–181. doi:10.1101/gad.204776.112.

[32] 張偉, 陳孝平, 項帥, 等. 肝臟胞外基質(zhì)成分參與卵圓細(xì)胞介導(dǎo)的肝再生[J]. 中國普通外科雜志, 2009, 18(1):58–62.Zhang W, Chen XP, Xiang S, et al. Hepatic extracellular matrix components participate in oval cell-mediated liver regeneration[J].Chinese Journal of General Surgery, 2009, 18(1):58–62.

[33] Kallis YN, Robson AJ, Fallowfield JA, et al. Remodelling of extracellular matrix is a requirement for the hepatic progenitor cell response[J]. Gut, 2011, 60(4):525–533. doi: 10.1136/gut.2010.224436.

[34] Karaca G, Swiderska-Syn M, Xie G, et al. TWEAK/Fn14 signaling is required for liver regeneration after partial hepatectomy in mice[J]. PLoS One, 2014, 9(1):e83987. doi: 10.1371/journal.pone.0083987.

[35] Ji T, Li G, Chen J, et al. Distinct role of interleukin-6 and tumor necrosis factor receptor-1 in oval cell- mediated liver regeneration and inflammation‐associated hepatocarcinogenesis[J]. Oncotarget,2016, 7(41):66635–66646. doi: 10.18632/oncotarget.11365.

[36] Zhang YM, Liu ZR, Cui ZL, et al. Interleukin-22 contributes to liver regeneration in mice with concanavalin A-induced hepatitis after hepatectomy[J]. World J Gastroenterol, 2016, 22(6):2081–2091.doi: 10.3748/wjg.v22.i6.2081.

[37] Zhang J, Ma C, Liu Y, et al. Interleukin 18 accelerates the hepatic cell proliferation in rat liver regeneration after partial hepatectomy[J]. Gene, 2014, 537(2):230–237. doi: 10.1016/j.gene.2013.12.062.

[38] Zhao WM, Qin YL, Niu ZP, et al. Branches of the NF‐κB signaling pathway regulate proliferation of oval cells in rat liver regeneration[J]. Genet Mol Res, 2016, 15(1). doi: 10.4238/gmr.15017750.

[39] Chang CF, Yang J, Li XF, et al. SPINK3: A novel growth factor that promotes rat liver regeneration[J]. Mol Biol (Mosk), 2016,50(3):457–465. doi: 10.7868/S0026898416030058.

[40] 姚豫桐, 李可洲. 肝部分切除術(shù)后肝臟再生調(diào)控的研究進(jìn)展[J].中國普通外科雜志, 2009, 18(2):181–184.Yao YT, Li KZ. Advances in research on the regulation of liver regeneration after partial hepatectomy[J]. Chinese Journal of General Surgery, 2009, 18(2):181–184.

[41] Ishikawa T, Factor VM, Marquardt JU, et al. Hepatocyte growth factor/c-met signaling is required for stem-cell-mediated liver regeneration in mice[J]. Hepatology, 2012, 55(4):1215–1226. doi:10.1002/hep.24796.

[42] Liu WH, Ren LN, Wang T, et al. The Involving Roles of Intrahepatic and Extrahepatic Stem/Progenitor Cells (SPCs) to Liver Regeneration[J]. Int J Biol Sci, 2016, 12(8):954–963. doi: 10.7150/ijbs.15715.

[43] Kitade M, Factor VM, Andersen JB, et al. Specific fate decisions in adult hepatic progenitor cels driven by MET and EGFR signaling[J].Genes Dev, 2013, 27(15):1706–1717. doi: 10.1101/gad.214601.113.

[44] Roskams T, Katoonizadeh A, Komuta M. Hepatic progenitor cells:an update[J]. Clin Liver Dis, 2010, 14(4):705–718. doi: 10.1016/j.cld.2010.08.003.

[45] Spee B, Carpino G, Schotanus BA, et al. Characterisation of the liver progenitor cell niche in liver diseases: potential involvement of Wnt and Notch signalling[J]. Gut, 2010, 59(2):247–257. doi:10.1136/gut.2009.188367.

[46] Erker L, Grompe M. Signaling networks in hepatic oval cell activation[J]. Stem Cell Res, 2007, 1(2):90–102. doi: 10.1016/j.scr.2008.01.002.

[47] Yimlamai D, Christodoulou C, Galli GG, et al. Hippo pathway activity influences liver cell fate[J]. Cell, 2014, 157(6):1324–1338.doi: 10.1016/j.cell.2014.03.060.

[48] Choi TY, Khaliq M, Tsurusaki S, et al. Bmp Signaling Governs Biliary-Driven Liver Regeneration in Zebrafish via Tbx2b and Id2a[J]. Hepatology, 2017, doi: 10.1002/hep.29309. [Epub ahead of print]

[49] Hu J, Srivastava K, Wieland M, et al. Endothelial cell-derived angiopoietin-2 controls liver regeneration as a spatiotemporal rheostat[J]. Science, 2014, 343(6169):416–419. doi: 10.1126/science.1244880.

[50] Moniaux N, Faivre J. Key role of sinusoidal endothelial cells in the triggering of liver regeneration[J]. J Hepatol, 2011, 55(2):488–490.doi: 10.1016/j.jhep.2011.02.005.

[51] Ding BS, Cao Z, Lis R, et al. Divergent angiocrine signals from vascular niche balance liver regeneration and fibrosis[J]. Nature,2014, 505(7481):97–102. doi: 10.1038/nature12681.

[52] Wang L, Wang X, Xie G, et al. Liver sinusoidal endothelial cell progenitor cells promote liver regeneration in rats[J]. J Clin Invest,2012, 122(4):1567–1573. doi: 10.1172/JCI58789.

[53] Deleve LD. Liver sinusoidal endothelial cells and liver regeneration[J]. J Clin Invest, 2013, 123(5):1861–1866. doi:10.1172/JCI66025.

[54] Okabayashi T, Shima Y, Sumiyoshi T, et al. Extrahepatic stem cells mobilized from the bone marrow by the supplementation of branched-chain amino acids ameliorate liver regeneration in an animal model[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2014, 29(4):870–877.doi: 10.1111/jgh.12450.

[55] Tsolaki E, Athanasiou E, Gounari E, et al. Hematopoietic stem cells and liver regeneration: Differentially acting hematopoietic stem cell mobilization agents reverse induced chronic liver injury[J]. Blood Cells Mol Dis, 2014, 53(3):124–132. doi: 10.1016/j.bcmd.2014.05.003.

[56] Najimi M, Berardis S, El-Kehdy H, et al. Human liver mesenchymal stem/progenitor cells inhibit hepatic stellate cell activation: in vitro and in vivo evaluation[J]. Stem Cell Res Ther, 2017, 8(1):131–141.doi: 10.1186/s13287–017–0575–5.

[57] Castro-Manrreza ME, Montesinos JJ. Immunoregulation by mesenchymal stem cells: biological aspects and clinical applications[J]. J Immunol Res, 2015, 2015:394917. doi:10.1155/2015/394917.

[58] Zhang Y, Cai W, Huang Q, et al. Mesenchymal stem cells alleviate bacteria-induced liver injury in mice by inducing regulatory dendritic cells[J]. Hepatology, 2014, 59(2):671–682. doi: 10.1002/hep.26670.

[59] Tan CY, Lai RC, Wong W, et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes promote hepatic regeneration in drug-induced liver injury models[J]. Stem Cell Res Ther, 2014, 5(3):76. doi: 10.1186/scrt465.

[60] Fouraschen SM, Pan Q, de Ruiter PE, et al. Secreted factors of human liver-derived mesenchymal stem cells promote liver regeneration early after partial hepatectomy[J]. Stem Cells Dev,2012, 21(13):2410–2419. doi: 10.1089/scd.2011.0560.

[61] Lou G, Chen Z, Zheng M, et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes as a new therapeutic strategy for liver diseases[J]. Exp Mol Med, 2017, 49(6):e346. doi: 10.1038/emm.2017.63.

[62] Azevedo CM, Solano de Freitas Souza B, Andrade de Oliveira S,et al. Bone marrow-derived cells migrate to the liver and contribute to the generation of different cell types in chronic Schistosoma mansoni infection[J]. Exp Parasitol, 2015, 159:29–36. doi: 10.1016/j.exppara.2015.08.005.

[63] Oh SH, Witek RP, Bae SH, et al. Bone marrow-derived hepatic oval cells diあerentiate into hepatocytes in 2‐acetylaminofluorene/partial hepatectomy-induced liver regeneration[J]. Gastroenterology, 2007,132(3):1077–1087.