$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
De lever is een zeer metabolisch orgaan dat verschillende rollen speelt, waaronder deoxidatie, opslag van glycogeen en afscheiding en synthese van eiwitten1. Verschillende pathogenen, geneesmiddelen en ertstrouw kunnen pathologische veranderingen in de lever veroorzaken en de functies ervan beïnvloeden2,3. Hepatocyten, als de belangrijkste functionele eenheid van de lever, spelen een belangrijke rol in kunstmatige leverondersteunende systemen en eliminatie van geneesmiddelentoxiciteit. De bron van primaire menselijke hepatocyten is echter beperkt in celgebaseerde therapie, evenals in onderzoek naar leverziekten. Daarom is het ontwikkelen van nieuwe bronnen van functionele menselijke hepatocyten een belangrijke onderzoeksrichting op het gebied van regeneratieve geneeskunde. Sinds 1998, toen hESC's4werden vastgesteld, zijn hESC's door onderzoekers op grote schaal overwogen vanwege hun superieure differentiatiepotentieel (ze kunnen differentiëren in verschillende weefsels in een geschikte omgeving) en hoge mate van zelfvernieuwbaarheid, en bieden zo ideale broncellen voor bioartificiële levers, hepatocyttransplantatie en zelfs leverweefseltechnologie5.
Momenteel kan de efficiëntie van de leverdifferentiatie sterk worden verhoogd door het endoderm te verrijken6. In de afstammingsdifferentiatie van stamcellen in endoderm zijn niveaus van de transformerende groeifactor β (TGF-β) signalerings- en WNT-signaleringsroutes de belangrijkste factoren in de knoop van de endodermvormingsfase. Activering van een hoog niveau van TGF-β en WNT-signalering kan de ontwikkeling van endoderm7,8bevorderen . Activine A is een cytokine behorend tot de TGF-β superfamilie. Daarom wordt Activine A veel gebruikt bij endoderm inductie van door de mens geïnduceerde pluripotente stamcellen (hiPSC's) en hESC's9,10. GSK3 is een serine-threonine eiwitkinase. Onderzoekers hebben ontdekt dat CHIR99021, een specifieke remmer van GSK3β, typische WNT-signalen kan stimuleren en stamceldifferentiatie onder bepaalde omstandigheden kan bevorderen, wat suggereert dat CHIR99021 potentieel heeft voor het induceren van stamceldifferentiatie in endoderm 11,12,13.
Hier rapporteren we een efficiënte en reproduceerbare methode om de differentiatie van hESC's in functionele HCC's effectief te induceren. De sequentiële toevoeging van Activin A en CHIR99021 produceerde ongeveer 89,7±0,8% SOX17 (DE marker)-positieve cellen. Na verder gerijpt te zijn in vitro, drukten deze cellen leverspecifieke markers uit en oefenden hepatocyt-achtige morfologie uit (gebaseerd op hematoxyline-eosinekleuring (H & E)) en functies, zoals opname van indocyaninegroen (ICG), glycogeenopslag en CYP3-activiteit. De resultaten tonen aan dat hESC's met succes kunnen worden gedifferentieerd in volwassen functionele HLC's door deze methode en een basis kunnen vormen voor leverziektegerelateerd onderzoek en in vitro geneesmiddelenscreening.