白藜芦醇通过PGC-1α/PPARγ通路增强线粒体功能促进人胚胎干细胞肝向分化的机制研究

为解决干细胞来源肝细胞功能不成熟的问题，南方科技大学团队通过3D悬浮分化体系，发现白藜芦醇（RES）通过激活PGC-1α/PPARγ通路显著提升线粒体生物合成（ATP含量增加、mtDNA拷贝数升高），促进hESCs分化的肝细胞成熟与极化，为肝病细胞治疗提供新策略。

　　

肝脏作为人体的代谢中枢，承担着解毒、合成等关键功能，但终末期肝病目前仅能通过肝移植治疗，供体短缺问题严峻。虽然人胚胎干细胞（hESCs）分化的肝细胞（HLCs）具有应用潜力，但其功能始终停留在胎儿肝细胞水平，线粒体功能缺陷被认为是关键限制因素。有趣的是，线粒体作为细胞的"能量工厂"，其动态变化与细胞分化密切相关——例如间充质干细胞成骨分化时线粒体DNA（mtDNA）拷贝数会显著增加，但这一机制在肝向分化中仍属未知。

南方科技大学的研究团队在《Biochemical and Biophysical Research Communications》发表的研究中，创新性地建立3D悬浮培养系统诱导hESCs形成肝细胞球，并引入天然多酚化合物白藜芦醇（RES）进行干预。通过检测ATP含量、mtDNA拷贝数和线粒体蛋白标志物COX IV等指标，结合PPARγ激动剂罗格列酮和抑制剂GW9662的对照实验，揭示了RES通过PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α）上调PPARγ（过氧化物酶体增殖物激活受体γ）通路的关键机制。

关键技术方法
研究采用H9 hESCs细胞系构建3D肝细胞球分化模型，通过qPCR检测mtDNA拷贝数动态变化，Western blot分析线粒体生物标记物（如COX IV），并利用HepaRG细胞源线粒体移植实验验证功能改善。采用Seahorse XF分析仪测定氧消耗率（OCR），结合免疫荧光观察肝细胞极性标志物ZO-1分布。

HepaRG细胞源线粒体被hESC分化肝细胞内化
分离的线粒体经Mito-tracker Red染色证实完整性（图1A-B），Western blot显示COX IV高纯度（图1C）。分化过程中mtDNA拷贝数呈阶段性增长，RES处理组较对照组提升2.3倍。

讨论
该研究首次证实RES通过PGC-1α/PPARγ轴增强线粒体功能可突破hESCs肝向分化瓶颈。线粒体移植联合RES处理的协同效应，为构建药物筛选用成熟肝细胞提供了双轨策略。值得注意的是，RES诱导的肝细胞极化（ZO-1重分布）提示其可能改善胆小管网络形成，这对构建具有排泄功能的肝组织尤为重要。

结论
研究团队发现RES通过激活PGC-1α-PPARγ通路显著提升线粒体生物合成（ATP增加1.8倍，mtDNA拷贝数提升2.1倍），不仅促进hESCs向功能成熟肝细胞分化，还改善了细胞极性。该发现为肝病细胞治疗提供了新型代谢调控靶点，同时为药物肝毒性测试体系开发奠定基础。基金支持来自国家重点研发计划（2018YFA0108200）和华南理工大学启动基金（D6201880）。