胆管细胞转分化为肝细胞的转录组与表观遗传调控机制及其在MASH肝硬化中的再生意义

本研究揭示了终末期MASH（代谢相关脂肪性肝炎）患者胆管细胞通过表观遗传重编程转分化为肝细胞的分子机制。通过单细胞多组学分析（snRNA-seq/snATAC-seq）发现HNF4G转录因子驱动染色质开放（ATAC-seq可及性增加），促进胆管细胞器类器官（ICOs）跨肝叶位置普适性转分化。该发现为靶向增强胆管细胞可塑性治疗肝硬化提供了新策略。

研究亮点

胆管细胞可独立于肝脏位置分化成双表型细胞

人类肝脏各叶的功能活性及再生潜能存在差异37, 38, 39。为验证胆管细胞位置是否影响其肝细胞生成能力，我们从4例终末期MASH患者的右叶、左叶和尾状叶提取胆管细胞器类器官（ICOs）（图1a,b）。在维持胆管特性的扩张培养基（EM）中，ICOs均高表达胆管标志物（KRT7/KRT19），而肝细胞标志物（HNF4A/ALB）呈阴性（图1c）。转入肝细胞分化培养基（DM）后，所有肝叶来源的ICOs均出现形态学改变（图1d）并共同表达胆管细胞（KRT7/KRT19）与肝细胞（HNF4A/ALB）标志物（图1e-g）。scRNA-seq聚类分析显示DM培养诱导了胆管细胞向肝细胞样细胞的转分化（图1h-j），且不同肝叶来源的细胞转录组无显著差异（图1k-m）。这表明胆管细胞的转分化能力具有普适性。

表观遗传重塑驱动胆管细胞转分化

为探索转分化机制，我们对ICOs进行snATAC-seq分析。主成分分析显示EM与DM培养的细胞染色质可及性存在显著差异（图2a）。差异可及性分析发现DM中2,743个区域开放程度增加，1,756个区域关闭（图2b）。开放区域富集于肝细胞功能相关转录因子结合位点（如HNF4A/HNF1A），而关闭区域与胆管特性相关（如SOX9）（图2c-e）。转录因子 motif 分析提示HNF4G可能调控该过程（图2f）。

HNF4G是胆管细胞转分化的关键调控因子

通过snRNA-seq数据验证发现HNF4G在DM培养后特异性上调（图3a）。功能实验表明敲低HNF4G会抑制肝细胞标志物（ALB/HNF4A）表达（图3b-d），但不影响胆管标志物（KRT19）。染色质免疫沉淀证实HNF4G直接结合肝细胞基因启动子区域（图3e-g）。这些结果证明HNF4G是转分化的核心驱动因子。

结论

本研究证实人类胆管细胞具有跨肝叶普适的转分化能力，该过程由HNF4G介导的表观遗传重塑驱动。这些发现为通过增强胆管细胞可塑性促进肝再生提供了治疗新思路。