$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wątroba jest organem wysoce metabolicznym, który pełni kilka ról, w tym odtlenianie, magazynowanie glikogenu oraz wydzielanie i syntezę białek1. Różne patogeny, leki i dziedziczność mogą powodować patologiczne zmiany w wątrobie i wpływać na jej funkcje2,3. Hepatocyty, jako główna jednostka funkcjonalna wątroby, odgrywają ważną rolę w sztucznych systemach wspomagania wątroby i eliminacji toksyczności leków. Jednak zasoby pierwotnych ludzkich hepatocytów są ograniczone w terapii komórkowej, a także w badaniach nad chorobami wątroby. Dlatego opracowanie nowych źródeł funkcjonalnych ludzkich hepatocytów jest ważnym kierunkiem badań w dziedzinie medycyny regeneracyjnej. Od 1998 roku, kiedy to powstały hESCs4, hESC są szeroko rozważane przez badaczy ze względu na ich doskonały potencjał różnicowania (mogą różnicować się w różne tkanki w odpowiednim środowisku) i wysoki stopień samoodnawialności, a tym samym stanowią idealne komórki źródłowe dla biosztucznych wątrob, przeszczepów hepatocytów, a nawet inżynierii tkankowej wątroby5.
Obecnie efektywność różnicowania wątroby można znacznie zwiększyć poprzez wzbogacenie endodermy6. W różnicowaniu linii komórek macierzystych w endodermę, poziomy szlaków sygnalizacyjnych transformującego czynnika wzrostu β (TGF-β) i szlaków sygnałowych WNT są kluczowymi czynnikami na etapie tworzenia endodermy. Aktywacja wysokiego poziomu sygnalizacji TGF-β i WNT może sprzyjać rozwojowi endoderm7,8. Aktywina A to cytokina należąca do nadrodziny TGF-β. Dlatego aktywina A jest szeroko stosowana w indukcji endodermy ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (hiPSC) i hESCs9,10. GSK3 jest kinazą białkową serynowo-treoninową. Naukowcy odkryli, że CHIR99021, specyficzny inhibitor GSK3β, może stymulować typowe sygnały WNT i może promować różnicowanie komórek macierzystych w określonych warunkach, co sugeruje, że CHIR99021 ma potencjał do indukowania różnicowania komórek macierzystych w endodermie 11,12,13.
Tutaj przedstawiamy efektywną i powtarzalną metodę skutecznego indukowania różnicowania hESC w funkcjonalne HLC. Sekwencyjne dodawanie aktywiny A i CHIR99021 wytworzyło około 89,7±0,8% komórek SOX17 (marker DE). Po dalszym dojrzewaniu in vitro, komórki te wykazywały ekspresję markerów specyficznych dla wątroby i wywierały morfologię podobną do hepatocytów (w oparciu o barwienie hematoksyliną i eozyną (H & E)) oraz funkcje, takie jak wychwyt zieleni indocyjaninowej (ICG), magazynowanie glikogenu i aktywność CYP3. Wyniki pokazują, że za pomocą tej metody hESC można z powodzeniem różnicować w dojrzałe funkcjonalne HLC i mogą one stanowić podstawę do badań związanych z chorobami wątroby i badań przesiewowych leków in vitro.