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肝脏是机体新陈代谢的中心站,具有维持机体健康运转所必需的多种生理、生化功能。肝细胞则是肝脏执行这些功能的最基本单位,因而,其研究价值不言而喻。因原代肝细胞在体外培养中很难在维持其形态和功能的前提下进行可观的增殖,肝细胞的来源常常依赖于供体捐献,这一直是基础研究、药物研发及肝病治疗等相关领域的主要制约因素。如何在体外获取可增殖的功能型肝细胞,是迫切需要解决的问题。正常情况下干细胞可以自我更新并保持其未分化状态,在一些特定的诱导环境下,干细胞可以分化成多种其他类型并且具有功能的成体细胞。因此,以易于获取或培养的干细胞为起源细胞,诱导其形成成熟的肝细胞或肝样细胞被认为是最切实可行的办法,目前这方面的研究也取得了许多进展。但是由于许多不可避免的局限性,不同的起始细胞和诱导分化方法各有优劣。新兴的诱导性多能干细胞(i PSCs)和骨髓间充质干细胞(BMSCs)优势最为明显,是理想的诱导肝细胞来源。被组织特异性转录因子直接转分化成体细胞的报道所启发,本研究尝试在i PSCs和BMSCs中过表达FOXA3和HNF4α两个肝富集转录因子联合诱导这两种干细胞向肝样细胞定向分化,均取得了较好的效果。其中i PSCs经诱导后分化的细胞表达肝细胞相关基因AFP、ALB、KRT18和KRT19,而BMSCs来源的分化细胞的肝细胞相关基因表达明显更强,除表达AFP、ALB、KRT18、KRT19以外,还检测到了成熟肝细胞才会表达的G6P、TAT、TTR等。细胞功能方面,用糖原染色、油红O-脂肪染色、吲哚菁绿摄取等方法检测两种肝样细胞的糖类、脂类代谢及药物代谢功能。研究发现,i PSCs来源的肝样细胞体现出不完全的肝细胞功能,在本研究检测的三个指标中,只有较强的糖原合成和储存功能,而不具备脂肪合成和储存功能,药物代谢功能非常微弱,而BMSCs来源的肝样细胞则表现出非常全面的肝细胞功能,糖代谢和脂代谢功能非常明显,药物代谢功能稍弱。相比而言,BMSCs来源的肝样细胞不仅在基因表达上更接近于成熟肝细胞,并且具备更为全面的肝细胞功能。综上所述,本研究利用FOXA3和HNF4α联合诱导i PSCs和BMSCs向肝样细胞的定向分化,均获得了成功,得到了两种具有肝细胞功能的肝样细胞。又从初始细胞来源、操作流程复杂程度、实验周期、肝样细胞的表型和功能等几个方面进行比较,最终得出结论。BMSCs途径相对于i PSCs途径具有更明显的优势:取材方式可行性高、诱导周期短、效率高、操作简单,更为重要的是,所得的肝样细胞的肝细胞更为成熟、功能更全面。本研究成果为体外诱导肝样细胞建立新的方法,同时也为肝细胞和肝脏相关的研究提供了新的研究资源。