Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Chemische Induktion menschlicher Fettstromazellen in hepatozytenähnliche Zellen unter verschiedenen Differenzierungsbedingungen

Coronado Ramon, Somaraki-Cormier Maria, Natesan Shanmugasundaram, Christy Robert, Ong Joo und Halff Glenn

Hintergrund: Ein Mangel an Spenderlebern für Transplantationen hat zu einem erhöhten Interesse an Zelltherapien als Alternative zu Vollorgantransplantationen zur Behandlung von Lebererkrankungen im Endstadium geführt. Primäre menschliche Hepatozyten wurden in zellbasierten Therapien verwendet. Hepatozyten vermehren sich jedoch nicht in vitro, sodass es schwierig ist, genügend Zellen für eine erfolgreiche Transplantation zu züchten. Viele haben vorgeschlagen, als Ersatz hepatozytenähnliche, aus Fettgewebe gewonnene mesenchymale Stroma-/Stammzellen (ASCs) zu verwenden, die in hepatozytenähnliche Zellen differenziert wurden. Hier untersuchen wir, wie stark diese Zellen in Morphologie und Funktion primärer Hepatozytenzellen ähneln.
Methoden: Menschliche ASCs wurden mechanisch aus Lipoaspiraten isoliert. Die Stammzellnatur der ASCs wurde mittels Durchflusszytometrie und Dreiliniendifferenzierung in Osteozyten, Adipozyten und Chondrozyten charakterisiert. ASCs wurden in Kultur unter Verwendung verschiedener Protokolle, die Kombinationen von Wachstumsfaktoren und kleinen Molekülen umfassten, in hepatozytenähnliche Zellen differenziert. Primäre ASCs hefteten sich in vitro schnell an und vermehrten sich , wobei sie eine homogene spindelförmige Zellmonoschicht bildeten. Mesenchymale Stammzellen zeigten eine hohe Expression der Marker CD73, CD90, CD271, CD44, CD166, CD105 und differenzierten erfolgreich in Osteozyten, Chondrozyten und Adipozyten. ASCs wurden auf mit Kollagen Typ I beschichteten Platten kultiviert und unter Anwendung von 5 verschiedenen Protokollen in hepatozytenähnliche Zellen differenziert.
Ergebnisse: Die unter Anwendung von Protokoll C (Induktion mit FGF4 und Reifung mit HGF, ITSPre, Dex, OncM und 2 % Serum) in hepatozytenähnliche Zellen differenzierten ASCs zeigten eine kubische Morphologie. Bioaktivitätstests zeigten ihre Fähigkeit, Harnstoff zu synthetisieren, LDL aufzunehmen und Glukose zu metabolisieren; alles Kardinaleigenschaften von Hepatozyten, die bei undifferenzierten ASCs nicht vorhanden sind. Die Analyse der Genexpression zeigte auch die Expression mehrerer Gene, von denen bekannt ist, dass sie eine wichtige Rolle bei der Leberfunktion spielen, darunter TDO2, ALB, HNF1B1, HNF6b, HNF4a und AFP. Allerdings wiesen selbst die besten in dieser Studie erhaltenen hepatozytenähnlichen induzierten ASCs im Vergleich zu primären menschlichen Hepatozyten viel niedrigere hepatozytenbezogene Genexpressionswerte auf.
Schlussfolgerung: Wir haben ASCs erfolgreich in hepatozytenähnliche Zellen differenziert; Protokoll C produzierte die besten hepatozytenähnlichen Zellen basierend auf Morphologie und Funktion, die typischerweise bei primären Hepatozyten zu finden sind. Obwohl die Ergebnisse eine gewisse hepatozytenbezogene Funktion zeigten, waren die Bioaktivität und Genexpression hepatozytenähnlicher Zellen im Vergleich zu denen primärer menschlicher Hepatozyten drastisch niedriger, was darauf hindeutet, dass Vorsicht geboten ist, wenn man erwägt, differenzierte hepatozytenähnliche ASCs als Ersatz für Hepatozyten zu verwenden. Weitere Studien sind erforderlich, um die funktionelle Kapazität hepatozytenähnlicher ASCs besser zu verstehen und welche spezifische Stoffwechselfunktion möglicherweise therapeutische Anwendungen bieten könnte.