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探秘肝纖維化機制,高活性肝星狀細胞開啟體外研究新維度
檢測樣品:原代肝細胞 肝星狀細胞 肝非實質細胞 肝原代細胞 星狀細胞
檢測項目:原代肝細胞 肝星狀細胞 肝非實質細胞 肝原代細胞 星狀細胞
方案概述:肝臟(Liver)是藥物代謝的重要器官,體外代謝模型多以肝臟為基礎。其中,原代肝細胞作為一種肝臟體外模型,因具有較好的體外試驗重現(xiàn)性,基本維持了肝臟的代謝功能,特別是較好的保留了與體內一致的酶水平,成為了體外藥物試驗的“金標準”,廣泛應用于藥物代謝與毒理學等研究中。
關鍵詞:原代肝細胞,肝星狀細胞,肝非實質細胞,肝靶向,肝遞送,肝類器官,肝3D成球,肝臟纖維化,肝細胞外基質,Primary Hepatocytes, Hepatic stellate cells,HSCs;Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs; Liver-Targeted;Liver Delivery;Liver Organoid;Liver Spheroid;Liver Fibrosis;Liver Extracellular Matrix
肝臟(Liver)是藥物代謝的重要器官,體外代謝模型多以肝臟為基礎。其中,原代肝細胞作為一種肝臟體外模型,因具有較好的體外試驗重現(xiàn)性,基本維持了肝臟的代謝功能,特別是較好的保留了與體內一致的酶水平,成為了體外藥物試驗的“金標準”,廣泛應用于藥物代謝與毒理學等研究中。原代肝細胞(Primary Hepatocytes)可分為肝實質細胞和肝非實質細胞(Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs),其中肝實質細胞是原代肝細胞(Primary Hepatocytes)中最主要的組成部分,約占肝臟細胞總數(shù)的70%。肝非實質細胞(Liver Non-Parenchymal Cells, NPCs)主要包括肝星狀細胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)、庫普弗細胞(Kupffer Cells)、?肝竇內皮細胞(Liver Sinusoidal Endothelial Cells, LSECs)及肝內膽管上皮細胞(Intrahepatic biliary epithelial cells,IBEpiCs)。其中,肝星狀細胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)在肝臟病理生理中扮演雙重角色:靜息狀態(tài)下儲存維生素A,激活后則參與肝纖維化進程。近年來,HSCs因其獨-特的生物學特性成為肝靶向(Liver-Targeted)和肝遞送(Liver Delivery)研究的熱點;此外,肝類器官(Liver Organoid)方向的應用也是近年來肝臟疾病研究的前沿方向之一。本文將從肝星狀細胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)介紹起,逐步展開對各個肝非實質細胞的認知和了解。
圖片來源:網(wǎng)絡
01 肝星狀細胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs
肝星狀細胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs),位于肝臟竇周隙(Disse間隙) 中,即存在于肝細胞與肝血竇內皮細胞之間的狹小空間,屬于肝非實質細胞的一種,約占30%左右。在正常狀態(tài)下,HSCs形態(tài)不規(guī)則,有多個長的樹突狀突起,部分突起包繞肝血(類似于周細胞),且其最-顯著的特征之一是其胞質內含有大量富含維生素A(視黃醇)的脂滴。
圖片來源:網(wǎng)絡
正常情況下HSCs表現(xiàn)為富含VitA脂滴的靜止型,其主要功能和特征如下:
【代謝和貯存VitA】
肝臟儲存有體內80%左右的維生素A,對體內維生素A的代謝起著重要作用。視黃醛在小腸內酯化后被運輸?shù)礁闻K并與特異的視黃醛結合蛋白結合,然后轉運到鄰近的HSC儲存。
【儲存脂肪】
正常HSC胞質內的脂滴含有大量的甘油三酯,為肝細胞提供能源。
【合成和分泌膠原及糖蛋白、蛋白多糖等基質成分】
HSC是正常及纖維化肝臟中細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)的主要合成細胞。HSC還能合成纖維連接蛋白、層連蛋白和粗纖維調理素等糖蛋白成分,以及硫酸皮素、硫酸軟骨素和透明質酸等蛋白多糖。
【合成基質金屬蛋白酶及其組織抑制劑】
正常情況下,HSC能分泌多種膠原酶和基質降解蛋白酶如基質金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMP)-1、MMP-2等以降解各種細胞外基質,同時分泌組織金屬蛋白酶抑制劑(tissueinhibitorofmetalloproteinase,TIMP-1)防止膠原過度降解,使肝臟ECM的合成和分解處在一個動態(tài)平衡中。
【表達細胞因子及受體】
正常情況下,HSC可以分泌肝細胞生長因子(HGF),參與肝細胞再生的調控。此外,HSC還能表達少量的轉化生長因子(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)、血小板衍生的生長因子(Plateletderivedgrowthfactor,PDGF)和胰島素樣生長因子(IGF)等,同時HSC能表達TGF-β1的II、III型受體和PDGF受體的α亞單位等。
【參與肝竇血流調節(jié)】
HSC伸出胞突包繞著肝竇,通過其纖長突起的收縮功能調節(jié)肝竇內微循環(huán),從而影響著肝臟的血流分布和門靜脈壓力。
然而,當肝臟受到炎癥或機械刺激等損傷時,肝星狀細胞被激活,其表型由靜止型轉變?yōu)榧せ钚停切纬筛渭〕衫w維細胞和引發(fā)多種疾病的關鍵。
當肝臟受到各種損傷(如病毒性肝炎、酒精、非酒精性脂肪性肝炎、膽汁淤積、毒素、代謝性疾病等)時,肝星狀細胞會從靜息狀態(tài)激活轉化為肝肌成纖維細胞樣細胞。這是肝纖維化(Liver Fibrosis)發(fā)生的核心步驟。主要包括兩個階段:啟動階段及持續(xù)階段。持續(xù)階段則是這些刺激因素維持肝星狀細胞的活化表型,結果引起肝纖維化(Liver Fibrosis)的形成。啟動階段主要是依賴于旁分泌刺激因素。而持續(xù)階段則與旁分泌、自分泌刺激因素均有關。當激活后,肝星狀細胞就出現(xiàn)了增殖、遷移、收縮性增強、失去維生素A脂、大量合成細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)、分泌促炎和促纖維化因子及調節(jié)免疫應答等多方面現(xiàn)象。其中,大量合成細胞外基質(Extracellular matrix,ECM)是最關鍵的病理改變!激活的肝星狀細胞大量合成并分泌纖維化的ECM成分,尤其是I型、III型膠原纖維(替代了正常的基底膜膠原),以及纖連蛋白、透明質酸等。這些異常沉積的ECM就是肝纖維化的物質基礎。
近年來,HSCs因其獨-特的生物學特性成為肝靶向(Liver-Targeted)和肝遞送(Liver Delivery)研究的熱點?;罨腍SCs高表達PDGF受體、膠原蛋白(如Collagen I)、整合素(如αvβ3)及趨化因子受體(如CXCR4),可作為靶向位點。同時,HSCs易富集于損傷或纖維化區(qū)域,適合作為活細胞載體;且其具有負載多樣性,可攜帶基因(如CRISPR-Cas9)、外泌體或納米藥物。此外,肝類器官(Liver Organoid)方向的應用也是近年來肝臟疾病研究的前沿方向之一。通過將HSCs整合到肝類器官(Liver Organoids)或單獨構建HSCs類器官(肝3D成球,Liver Spheroid)模型,可以更精準地模擬肝纖維化、肝硬化、肝細胞癌(HCC)等疾病的病理過程,并為藥物篩選和再生醫(yī)學提供新工具。
簡而言之,肝星狀細胞是肝臟的“雙-刃劍”細胞。在生理狀態(tài)下,它們是重要的維生素A倉庫和正常ECM的維護者。但當肝臟受損時,它們被激活并轉化為肝纖維化/肝硬化的主要“執(zhí)行者”,通過大量分泌異常的細胞外基質導致瘢痕組織形成。因此,深入了解肝星狀細胞的生物學特性和調控機制,對于預防和治療肝纖維化、肝硬化及其相關并發(fā)癥(如門靜脈高壓、肝癌)具有極其重要的意義。它們是當前肝病研究領域的熱點靶標。
02 IPHASE相關產(chǎn)品
IPHASE作為體外研究生物試劑引-領者,為滿足市場對高質量肝星狀細胞模型的迫切需求,現(xiàn)已研發(fā)、生產(chǎn)出具有高活性、高純度且批次間差異小的人肝星狀細胞、猴肝星狀細胞、犬肝星狀細胞、大鼠肝星狀細胞和小鼠肝星狀細胞,適用于肝臟纖維化機制研究、藥物靶點篩選、細胞互作分析及再生醫(yī)學等領域的探索。
IPHASE生產(chǎn)產(chǎn)品均具有以下優(yōu)勢:
合規(guī)性 生產(chǎn)產(chǎn)品的組織均由正規(guī)渠道獲得,來源清晰。
安全性 生產(chǎn)組織均經(jīng)過病原檢測,保證產(chǎn)品質量安全。
高質量 生產(chǎn)產(chǎn)品均經(jīng)過嚴格的內部質控,且同批次數(shù)量多,批次間差異性小。
可定制 可根據(jù)客戶特殊需求,提供特殊種屬肝細胞的定制服務。
相關產(chǎn)品清單
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