目的 利用小分子化合物在体外分阶段重编程小鼠肝细胞为胰岛素分泌细胞,建立一种小分子化合物在体外重编程肝细胞为胰岛素分泌细胞的技术体系,为进一步探索肝细胞重编程为胰岛素分泌细胞的机制及信号通路、实现肝细胞向胰岛素分泌细胞高效转分化奠定基础。
方法 1.采用直接剪碎小鼠肝脏组织的方法获得小鼠原代肝细胞并培养。
2.利用小分子化合物5-氮杂胞苷(5-AZA)、曲古霉素A(TSA)、胰岛素转铁蛋白硒(ITS)、维甲酸(RA)及尼克酰胺(NA)分三步将小鼠肝细胞重编程为胰岛素分泌细胞(IPCs)。
3.利用肝糖原染色的方法鉴定原代肝细胞,实时定量PCR、细胞免疫荧光检测诱导分化各阶段细胞相关基因及蛋白水平的表达,胰岛素释放实验及小鼠胰岛素酶联免疫分析(ELISA)实验检测IPCs的功能,流氏细胞仪分选检测小分子化合物重编程肝细胞为胰岛素分泌细胞的效率。
结果 1.直接剪碎肝脏组织获得的原代细胞培养48h后,糖原染色显示大部分细胞胞浆内可见糖原颗粒,流氏细胞分选86.2%的细胞为ALB阳性细胞。
2.肝细胞经5-AZA处理2d、TSA处理1d后达到一种去分化状态,表现为成熟肝细胞标志物ALB表达明显下调,出现Sox9、巢蛋白(nestin)胰腺发育早期相关基因的表达,去分化状态的细胞经RA及ITS处理7d后,分化为胰腺前体细胞,即Pdx1表达阳性的细胞,胰腺前体细胞在NA的作用下进一步分化为IPCs。
3.胰岛素释放实验表明胰腺前体细胞在用不同浓度葡萄糖作用时,其胰岛素分泌量无差异,而IPCs在不同葡萄糖浓度刺激时其胰岛素分泌量是有差异的。流氏细胞分选提示肝细胞重编程为IPCs过程,诱导第三阶段细胞insulin阳性率为2.6%。
结论 小鼠肝细胞在小分子化合物5-AZA、TSA作用下经过一个短暂的去分化状态后,进一步在RA、ITS、NA的作用下可转分化为有功能的胰岛素分泌细胞。