《Liver Research》：Hepatocyte-like cell therapy for end-stage liver disease: From basic science to clinical application
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这篇综述系统阐述了肝细胞样细胞（HLCs）作为原发性肝细胞（PHs）替代来源在终末期肝病（ESLD）治疗中的潜力。文章详细比较了HLCs的多种诱导策略（包括干细胞分化与体细胞重编程），并探讨了其在细胞移植、肝脏类器官、生物人工肝（BAL）系统及人源化嵌合肝脏等前沿应用中的进展与挑战，为ESLD的临床治疗提供了新的视角和方向。
肝细胞样细胞治疗终末期肝病：从基础科学到临床应用
终末期肝病（ESLD）涵盖了急慢性肝病的最终阶段，主要包括失代偿性肝硬化、各类肝衰竭和晚期肝癌。肝移植（LT）虽是主要疗法，但供体器官严重短缺。细胞疗法，特别是肝细胞移植，作为一种微创、可重复的替代方案显示出潜力，但其应用受限于供体肝细胞的匮乏。肝细胞样细胞（HLCs）因其具备原代肝细胞（PHs）的形态和功能，成为有前景的肝细胞补充来源。
肝细胞的典型分化路径
肝发生经历三个阶段：定形内胚层（DE）形成、肝祖细胞形成和肝细胞成熟。此过程涉及纤维母细胞生长因子（FGF）、骨形态发生蛋白（BMP）、肝细胞生长因子（HGF）、Wnt和转化生长因子β（TGFβ）等多种信号分子的精密调控。肝细胞核因子4α（HNF4α）等在肝细胞上皮特性分化中起关键作用。研究表明，HNF1α、HNF1β、FoxA2、HNF4α、HNF6和LRH-1等核心转录因子共同促进了肝细胞的成熟。
HLCs的细胞来源
HLCs的产生主要分为干细胞分化和体细胞转分化两大类。干细胞来源包括胚胎干细胞（ESCs）、间充质干细胞（MSCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）。其中，iPSCs因其可自体使用、低免疫原性而具有独特优势。MSCs则可从骨髓（BM）、脐带（UC）、脂肪组织（AT）等多种组织获取，具有低免疫原性和免疫调节特性。体细胞转分化则通过过表达肝脏富集转录因子（如GATA4、HNF1α、HNF4α、FOXA家族成员）直接将成纤维细胞等转化为肝细胞。
干细胞向HLCs的诱导
诱导方法主要包括基因转导和细胞因子/小分子诱导。基因转导（如使用腺病毒或慢病毒载体递送SOX17、HEX、HNF4α等因子）效率高且快速，但存在病毒载体相关的生物安全风险和潜在的致瘤性（如c-Myc、Klf4）。为规避风险，纳米递送系统（如聚乙烯亚胺（PEI）修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs））被用于高效、安全地递送生长因子（GFs）或质粒DNA（pDNA）。细胞因子诱导则更接近生理肝发生过程，通过模拟胚胎发育关键阶段，序贯使用激活素A（Activin A）、Wnt3a、FGFs、BMPs、HGF、表皮生长因子（EGF）、胰岛素-转铁蛋白-硒（ITS）、地塞米松（Dex）和抑瘤素M（OSM）等因子，逐步诱导干细胞分化为HLCs。研究发现，二甲基亚砜（DMSO）、胰岛素样生长因子-I（IGF-I）以及WNT7B、WNT8B等独特细胞因子能促进分化过程或改善肝细胞功能。此外，利用可降解聚合物微球（如PLLA/PLGA）持续释放GFs，可实现大规模、均一的HLCs诱导。
体细胞转分化
直接谱系重编程通过过载肝富集转录因子（如FOXA3、HNF1α、HNF4α组合）直接将成纤维细胞转化为功能性肝细胞。为克服转分化细胞增殖受限的问题，研究开发了模拟自然再生的两步重编程策略，先获得可扩增的肝祖细胞，再分化为功能成熟的肝细胞。非遗传重编程方法，如使用重组蛋白或化学小分子（通过优化化学鸡尾酒诱导Hnf4α、Nr1i2、C/EBPα、Nr1h4等因子表达）直接重编程体细胞为化学诱导肝细胞（CiHeps），避免了基因整合风险，安全性更高。值得注意的是，体内重编程策略展现出治疗潜力，例如，通过腺病毒载体在体内将肝细胞癌（HCC）细胞或肌成纤维细胞直接重编程为HLCs，可抑制肿瘤生长或改善肝纤维化；甚至通过脾内成纤维细胞的原位重编程来恢复肝功能。
尽管HLCs在生化、代谢、生理等方面表现出肝细胞特性，但其功能成熟度通常更接近胎儿期肝细胞，与成人PHs相比仍有差距。从单层培养向多层、多细胞共培养乃至三维（3D）培养体系的演进，显著促进了HLCs的体外成熟。
HLCs移植治疗ESLD
临床前研究表明，通过尾静脉、门静脉、脾内或腹腔等途径移植HLCs，能在急性肝损伤和肝纤维化动物模型中改善肝功能指标（如ALT、AST、TBIL）、提高生存率、减少肝坏死面积和胶原沉积。其作用机制包括替代损伤肝细胞、刺激残留肝细胞增殖、调节免疫细胞浸润和炎症因子（如IL-1β、IL-6、TNF-α）释放等。临床研究也显示，骨髓来源的HLCs移植可改善终末期肝衰竭患者的腹水、水肿、血清白蛋白（ALB）水平及MELD评分。为提高移植细胞定植率，生物工程技术如细胞封装（使用藻酸盐胶囊）和HLCs片层移植被应用，后者在肝表面移植显示出更高的定植效率和治疗效果。
HLCs在肝脏类器官中的应用
由HLCs构建的3D肝脏类器官在形态和功能上更接近成人肝组织，具有自我更新能力。这类器官为疾病建模（如非酒精性脂肪性肝炎（NASH）、乙型肝炎病毒（HBV）感染、HCC）、药物筛选和毒性机制研究提供了强大平台。例如，iPSC-HLCs来源的类器官可支持长期HBV感染，并用于肝毒性药物的精准检测。
HLCs在生物人工肝（BAL）支持系统中的应用
HLCs的可扩增特性使其成为BAL理想的细胞来源。研究证实，装载人HLCs的BAL系统能有效纠正急性肝衰竭模型动物的ALT、AST、血氨、总胆红素（TBIL）等指标，显著提高生存率。已有研究报道了符合临床级生产规范（GMP）的hHLC-BAL设备，并在大动物模型和初步临床应用中显示出安全性和可行性，能支持肝切除术后患者的肝功能恢复和肝再生。
人源化嵌合肝脏的应用前景
将人iPSC来源的HLCs移植到免疫缺陷小鼠（如FRGS小鼠）肝脏中，可构建人源化嵌合肝脏模型，其人肝细胞嵌合率可达到较高水平（如40%），并稳定维持人肝功能。这种模型为肝脏疾病研究、药物评估和未来解决肝移植供体短缺问题提供了新思路。
结论与展望
HLCs技术为ESLD的治疗带来了希望，但其功能成熟度、标准化、移植后的长期定植稳定性及免疫排斥等问题仍是挑战。未来研究需致力于优化诱导方案（如利用3D共培养、生物材料支架、表观遗传调控），促进HLCs功能成熟，并探索更有效的移植策略和免疫逃逸技术。标准化HLCs表征、在大动物模型中进行长期临床前验证，以及结合基因编辑（如CRISPR）等先进技术，将推动HLCs基础研究向临床应用的转化，为肝病治疗开辟新途径。
