MSCs移植治療肝切除術(shù)后肝衰竭的應(yīng)用及進展

丁浩然，任昊楨，施曉雷，

（1.南京醫(yī)科大學(xué) 鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210005；2.南京大學(xué)附屬鼓樓醫(yī)院 普外科，江蘇 南京210008）

由于肝臟解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及肝臟外科手術(shù)難度較高等特點，肝大部切除術(shù)后的并發(fā)癥現(xiàn)仍難以避免。為了保證剩余肝臟順利再生，至少需要保留20%～30%體積的肝臟。當(dāng)剩余肝臟功能不佳（如肝硬化），則需酌情保留更多體積的肝臟，否則切除范圍過大致使剩余肝臟肝功能不足時，患者將會出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥，如肝切除術(shù)后急性肝功能衰竭（posthepatectomy liver failure，PHLF），這是威脅患者生命的主要因素[1]。PHLF的主要治療手段是以恢復(fù)心臟、肺臟、腎臟血流動力學(xué)為目標(biāo)的對癥支持治療，但僅顯示出有限的治療效果。肝移植預(yù)后往往較好，但是受限于肝移植供體不足、手術(shù)費用昂貴等問題，故需要尋找一種新的方向來治療PHLF[2]。

間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）因其免疫調(diào)節(jié)、減輕炎癥反應(yīng)能力被廣泛研究。此外，MSCs具有促增殖和抗凋亡的特性，可以促進肝臟的修復(fù)和再生，成為治療PHLF的研究熱點。因此，本文對MSCs的治療效果及其促進肝臟修復(fù)的機制作一綜述。

1 肝切除術(shù)后肝臟的病理生理

肝臟具有很強的再生能力，一般損傷后3個月可恢復(fù)。肝細(xì)胞的增殖在肝臟損傷后激活，促進肝臟再生過程[3-4]。肝大部切除后，由于肝細(xì)胞總數(shù)相對不足，卵圓細(xì)胞等肝祖細(xì)胞會被激活，完成肝臟修復(fù)過程[5]。

一方面，肝切除術(shù)后肝再生依賴于肝臟微環(huán)境中細(xì)胞因子，肝臟內(nèi)IL-6、TNF-α的釋放可觸發(fā)再生信號，促進肝細(xì)胞從G0期向G1期轉(zhuǎn)化，加速肝臟修復(fù)[6-7]，并且炎性因子刺激肝竇內(nèi)皮細(xì)胞分泌HGF，參與肝再生過程[8]；另一方面，肝切除術(shù)后肝再生與血流動力學(xué)關(guān)系緊密。肝切除術(shù)后門靜脈壓力升高導(dǎo)致蛋白酶激活，分解重構(gòu)細(xì)胞外基質(zhì)（extra cellular matrix，ECM），這是肝臟修復(fù)的重要條件[9]。肝切除術(shù)后剪應(yīng)力的改變通過影響VEGFR-2的表達(dá)激活PI3K/AKT通路，上調(diào)Gab-1、SHP2、PKA的表達(dá)，影響肝再生[10]。剪應(yīng)力還可以激活肝細(xì)胞膜上的鈣離子通道影響PKC的表達(dá)，引發(fā)eNOS/NO相關(guān)的肝臟再生級聯(lián)反應(yīng)[11-12]。

2 MSCs治療肝切除術(shù)后肝衰竭的療效及機制

2.1 定植分化為肝樣細(xì)胞

MSCs通過向損傷部位募集和向肝樣細(xì)胞分化促進肝切除術(shù)后肝衰竭的修復(fù)與再生[13]。肝切除術(shù)后肝衰竭會釋放多種可溶性的細(xì)胞因子，其中趨化因子（CXCL4）參與MSCs向受損部位的募集[14]。MSCs定植分化為肝樣細(xì)胞的過程與肝細(xì)胞ECM有關(guān)。健康肝臟中缺乏利于MSCs定植和向肝樣細(xì)胞分化的ECM，因此MSCs治療對健康肝臟基本無效。目前發(fā)現(xiàn)經(jīng)過HGF、EGF、FGF預(yù)處理，激活HGF/c-MET通路提高肝轉(zhuǎn)錄因子（HNF-1、HNF3a/FOXA1、HNF-4a、HNF-6、GATA4）的表達(dá)，在MSCs中過表達(dá)Nanog、rex-1、sox2等基因等方法，可促進MSCs向肝樣細(xì)胞分化[15]，促進定植后細(xì)胞發(fā)揮合成代謝、排毒、分泌膽汁酸等功能，減輕剩余肝臟負(fù)擔(dān)，促進肝功能恢復(fù)。白藜蘆醇被證實可以促進MSCs的募集，增加療效[16]。

2.2 旁分泌作用

旁分泌多種細(xì)胞因子被認(rèn)為是MSCs發(fā)揮治療肝切除術(shù)后肝衰竭作用的重要機制。肝切除術(shù)后肝衰竭的肝細(xì)胞持續(xù)凋亡，使剩余肝臟功能受損，從而誘發(fā)爆發(fā)性肝衰竭。MSCs通過旁分泌大量細(xì)胞因子（VEGF、FGF）上調(diào)肝臟內(nèi)抗凋亡蛋白（Bcl2）的水平[17-19]；MSCs旁分泌的細(xì)胞因子（TGF-β、FGF-2）可以抑制肝細(xì)胞凋亡，減弱剩余肝細(xì)胞的凋亡[20]。MSCs還可以通過旁分泌大量可溶性細(xì)胞因子減輕肝細(xì)胞凋亡[21]。除了抗凋亡作用，MSCs可以削弱免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。肝切除術(shù)后肝衰竭小鼠在接受MSCs治療后調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)目增多，并伴有促炎型Th17細(xì)胞數(shù)目減少，這種改變有利于減輕機體的過度炎癥反應(yīng)；MSCs還可以調(diào)節(jié)NK細(xì)胞和DC細(xì)胞的成熟分化和功能[22-23]，有效減少NK細(xì)胞分泌細(xì)胞毒性因子減輕剩余肝臟的炎性損傷。將MSCs注射于脾臟以治療肝切除后肝衰竭具有一定的療效，MSCs在脾臟中分化為肝樣細(xì)胞，形成異位肝臟，MSCs分泌的細(xì)胞因子可以不經(jīng)稀釋直接入肝，可以提高肝內(nèi)細(xì)胞因子濃度[24]。

2.3 建立利于肝再生的微環(huán)境

MSCs可以治療肝切除術(shù)后肝衰竭，還依賴于MSCs移植可以調(diào)節(jié)剩余肝臟的代謝環(huán)境，糾正代謝紊亂，提供良好的血管再生環(huán)境。肝大部切除術(shù)后，由于瞬時再生相關(guān)脂肪化（transient regenerationassociated steatosis，TRAS）過程的進展，脂質(zhì)會在肝臟內(nèi)過量堆積，引起脂毒性，嚴(yán)重阻礙肝臟的再生和修復(fù)[25-26]。MSCs治療可以減輕肝臟內(nèi)的脂質(zhì)堆積，減弱脂毒性，有利于肝臟修復(fù)[27]；MSCs還可以有效減輕肝細(xì)胞空泡樣變性，為殘余肝組織的再生提供利于生長的環(huán)境[28]。MSCs移植通過分泌VEGF促進血管再生，為肝再生提供良好的微循環(huán)。低氧培養(yǎng)可以通過顯著提高MSCs分泌VEGF的能力，為肝臟修復(fù)創(chuàng)造利于肝臟再生的血管條件[29]。

2.4 減少肝臟纖維化

肝纖維化是肝損傷進展為肝硬化的必經(jīng)階段。MSCs治療能減輕肝纖維化，這與其抑制肝星狀細(xì)胞的增殖和活化有關(guān)[30]。肝纖維化的過程與α-平滑肌肌動蛋白含量，膠原蛋白沉淀有著密切的關(guān)系，MSCs治療后可以有效降低促纖維化蛋白的含量，阻止纖維化的發(fā)生[31]。通過對MSCs治療肝硬化失代償患者的臨床對照分析發(fā)現(xiàn)，MSCs療法可以有效減輕肝纖維化[32]。

3 結(jié)語

MSCs移植治療肝切除術(shù)后肝衰竭療效良好，主要通過定植分化為肝樣細(xì)胞、旁分泌機制促進剩余肝臟再生、阻止肝纖維化的發(fā)展發(fā)揮療效，因此MSCs移植治療有望減少患者肝切除術(shù)后并發(fā)癥的出現(xiàn)，還有利于肝臟的修復(fù)，促進肝功能恢復(fù)。MSCs移植研究為肝切除術(shù)并發(fā)癥的防治提供了新的思路，并且為需要肝大部切除而肝儲備功能不足的患者提供了新選擇，具有很大臨床應(yīng)用價值和前景。