骨髓间充质干细胞(BMSCs):肝移植后抗肝纤维化的新希望 ——JAK1/STAT5 通路的关键作用

【字体: 时间:2025年05月02日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  肝移植后肝纤维化影响患者长期生存。研究人员开展 “骨髓间充质干细胞(BMSCs)对肝移植后肝纤维化影响及 JAK1/STAT5 通路作用” 的研究。结果显示 BMSCs 可缓解肝纤维化,该研究为治疗肝移植后肝纤维化提供新思路。

  在医学领域,肝脏疾病一直是困扰人类健康的一大难题。对于终末期肝病患者而言,肝移植(LT)原本是重获新生的希望之光,然而肝移植后的肝纤维化问题却如同一朵阴霾,笼罩着患者的康复之路。多项针对儿童肝移植后长期监测肝活检的研究表明,肝纤维化的发生率高达 25%-100% 。如果不能及时治疗,这一问题可能会像滚雪球一样,逐渐发展为不可逆的肝硬化,最终导致移植物丢失,患者的生存率也会大打折扣。所以,探寻肝移植后肝纤维化的形成机制,并找到有效的预防方法,就成了提高肝移植患者长期生存率的关键所在。
在这样的背景下,天津第一中心医院等机构的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于骨髓间充质干细胞(BMSCs)在肝移植后肝纤维化中的作用,以及 JAK1/STAT5 信号通路在这一过程中扮演的角色。最终,研究得出令人振奋的结论:BMSCs 能够减轻肝细胞损伤,减少肝细胞分泌的 IL7,下调肝星状细胞(HSCs)中的 IL7R/JAK1/STAT5 通路,从而降低 HSCs 的活化程度,有效缓解肝移植后的肝纤维化。这一发现为治疗肝移植后肝纤维化提供了全新的方向,让众多患者看到了新的希望,该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上。

为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面,他们建立了大鼠肝移植后肝纤维化模型,通过控制供肝冷缺血时间来诱导肝纤维化。细胞实验上,构建了细胞缺氧 - 复氧模型以及细胞共培养模型。同时,采用 RNA 测序(RNA-seq)分析差异基因和通路,运用定量实时聚合酶链反应(RT-qPCR)、蛋白质免疫印迹法(WB)检测相关基因和蛋白的表达水平,还进行了血清测量、肝组织病理学检查等实验 。

下面来看具体的研究结果:

  1. BMSCs 的提取、鉴定及在大鼠肝脏中的存活时间:研究人员从 4 周龄大鼠的股骨和胫骨中成功提取出原代 BMSCs,并进行了培养和诱导分化实验。通过茜素红染色和油红 O 染色,分别证实了其向成骨细胞和脂肪细胞分化的能力。经流式细胞术鉴定,这些细胞表面分子 CD34 和 CD45 呈阴性,而 CD90 和 CD29 呈阳性。将用 CM-Dil 染料标记的 BMSCs 注入大鼠门静脉后发现,它们能够在大鼠肝脏中存活 7 - 14 天甚至更久 。
  2. BMSCs 缓解大鼠肝移植后的肝纤维化:研究人员将大鼠分为假手术组(Sham group)、肝移植组(LT group)、肝移植 + BMSCs 组(LT + BMSC group)等多个组进行实验。通过苏木精 - 伊红(HE)染色、Masson 染色、天狼星红染色等方法观察发现,与 LT 组相比,LT + BMSC 组的肝小叶结构紊乱、纤维结缔组织增生和炎症细胞浸润明显减轻,纤维化程度降低,血清中丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平也有所下降 。同时,RT-qPCR 和 WB 检测结果显示,BMSCs 能够逆转因延长冷缺血时间导致的相关基因和蛋白表达的变化,表明 BMSCs 可以缓解大鼠肝移植后的肝纤维化 。
  3. BMSCs 减轻缺氧 - 复氧后 HSCs 的活化并减少其凋亡,但不影响增殖:在体外实验中,研究人员将 HSC-T6 细胞进行缺氧 - 复氧处理,并与 BMSCs 共培养。结果发现,与缺氧 - 复氧组(HSC-T6 + IR group)相比,共培养组(HSC-T6 + IR + BMSC group)中 HSC-T6 细胞的活化相关基因和蛋白表达显著降低,凋亡细胞比例减少,而细胞增殖不受影响。这表明 BMSCs 能够减轻缺氧 - 复氧后 HSCs 的活化并减少其凋亡 。
  4. BMSCs 可能通过 JAK1/STAT5 通路缓解肝移植后的肝纤维化:通过 RNA 测序分析发现,肝纤维化组与正常肝组相比,有大量基因表达发生变化;BMSCs 处理后的肝组织与肝纤维化组相比,基因表达模式也明显不同。KEGG 富集分析显示,差异表达的 RNA 主要涉及 IL7、IL7R 和 JAK/STAT 信号通路 。进一步研究发现,肝纤维化时 JAK1 表达和 STAT5 磷酸化水平增加,而 BMSCs 处理后这些指标下降。使用 JAK1 抑制剂 Abrocitinib 和激动剂 RO8191 进行实验,结果表明 BMSCs 可能通过抑制 JAK1/STAT5 通路来缓解肝移植后的肝纤维化 。
  5. BMSCs 可能通过 JAK1/STAT5 通路抑制缺氧 - 复氧后 HSC-T6 细胞的活化并减少其凋亡:对缺氧 - 复氧后的 HSC-T6 细胞进行研究发现,JAK1 和 IL7R 表达水平增加,STAT5 磷酸化水平也增加 。添加 JAK1 抑制剂 Abrocitinib 后,相关基因和蛋白表达下降,细胞凋亡比例减少。这说明 BMSCs 可能通过抑制 JAK1/STAT5 通路来抑制缺氧 - 复氧后 HSC-T6 细胞的活化并减少其凋亡 。
  6. JAK1 激动剂 RO8191 逆转 BMSCs 在缓解肝纤维化和减轻 HSCs 活化中的作用:给大鼠口服 JAK1 激动剂 RO8191 后发现,与 LT + BMSC 组相比,LT + BMSC + RO8191 组的肝纤维化程度加重,相关基因和蛋白表达增加,细胞凋亡比例上升。这表明 RO8191 能够逆转 BMSCs 在缓解肝纤维化和减轻 HSCs 活化中的作用 。
  7. BMSCs 通过调节肝细胞分泌的 IL7 来调控 HSCs 中的 IL7R/JAK1/STAT5 通路:给大鼠注射抗 IL7 抗体和抗 IL7Rα 后,发现与 LT 组相比,肝纤维化程度减轻,相关基因和蛋白表达下降,STAT5 磷酸化水平也降低 。同时,研究还发现 BMSCs 能够减少肝细胞损伤后 IL7 的分泌。这说明 BMSCs 通过调节肝细胞分泌的 IL7 来调控 HSCs 中的 IL7R/JAK1/STAT5 通路,进而缓解肝纤维化 。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:BMSCs 能够缓解肝细胞损伤,减少肝细胞来源的 IL7,下调 HSCs 中的 IL7R/JAK1/STAT5 通路,从而降低 HSCs 的活化程度,最终缓解肝移植后的肝纤维化。这一研究首次揭示了 BMSCs 在肝移植后肝纤维化中的作用机制,为将 BMSCs 开发成为治疗肝移植后肝纤维化的潜在方法奠定了实验基础。不过,该研究也存在一些不足之处,比如 BMSCs 减轻肝细胞分泌 IL7 的具体机制尚不明确,对其他 STATs 作用的研究不够深入,以及 BMSCs 对基因组、转录组、蛋白质组等代谢过程的综合影响还有待进一步探索 。但尽管如此,这项研究依然为肝移植后肝纤维化的治疗开辟了新的道路,为未来的临床应用提供了重要的理论依据,有望让更多患者受益。

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