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当肝脏受到严重损伤,尤其是在肝细胞的增殖受到抑制的时候,会产生一种被称作“卵圆细胞”的肝干细胞/肝前体细胞,依赖卵圆细胞完成对肝脏的修复和肝再生过程。这些细胞之所以被称作是肝干细胞/肝前体细胞,是由于它们既表达肝细胞的标记物(Alb和AFP)又表达胆管细胞的标记物(CK19),并且有分化成肝细胞和胆管上皮细胞的潜能。骨桥蛋白(osteopontin, OPN),也被称作早期T淋巴细胞激活基因1,是一种磷酸化的糖蛋白。它广泛参与机体的多种生理和病理过程,包括保护细胞与抑制细胞凋亡;调控内皮细胞的迁移以及炎症细胞的趋化,如巨噬细胞的募集;改善损伤组织的重构与修复;OPN的高表达还能促进癌细胞的转移,如乳腺癌和肝癌的恶化。OPN的高表达和各类疾病的预后有显著的相关性。在肿瘤恶化方面, OPN已成为一个潜在的生物标记物。OPN在一些有胆管细胞增殖的肝脏疾病中表达上调,例如非酒精性脂肪肝炎、爆发性肝炎和胆道闭锁。然而,它在肝前体细胞中的作用还不清楚。为了更好的研究卵圆细胞,我们利用一个稳定的卵圆细胞增殖模型—胆碱缺乏饲料并补充乙硫氨酸(choline-defcient, ethionine-supplemented diet, CDE)。这个模型是诱导大鼠肝脏产生卵圆细胞的经典模型之一。野生型(wild type, WT)小鼠随机分成两组,分别喂食2周的正常饲料(controldiet)和50%CDE饲料。通过检测不同时间50%CDE处理的小鼠肝脏中OPN的mRNA表达水平,我们发现在CDE诱导卵圆细胞产生的过程中,肝脏中的OPN表达逐渐增加。但是在这种模型中,OPN表达增加发生在何种类型的细胞以及在这些细胞中发挥什么样的作用尚不明确。我们通过免疫组化以及免疫荧光共染技术检测发现OPN只在卵圆细胞中高表达,没有明显的证据表明其它类型的细胞也高表达OPN。为了研究OPN在卵圆细胞中的作用,我们在实验中引入了OPN基因敲除小鼠(OPN gene knockout mouse, OPN-KO)。WT和OPN-KO小鼠分别喂食2周的50%CDE饲料,PanK和EpCAM免疫荧光结果显示,OPN-KO小鼠中的卵圆细胞数量明显少于WT小鼠。PCNA染色、BrdU增殖实验、四甲基偶氮唑盐改良实验(MTS)以及克隆形成等实验结果显示,OPN能够促进卵圆细胞的增殖能力和自我更新能力;此外,我们通过细胞标记保留实验比较WT和OPN-KO中的肝干细胞库,结果显示,OPN可能通过影响肝干细胞库,尤其是胆管细胞和胆管周围的肝细胞的数量,从而影响卵圆细胞的产生。细胞迁移实验、免疫荧光、WesternBlotting、抗体阻断、RNA干扰抑制OPN表达以及其他实验结果显示,OPN能够促进卵圆细胞的迁移能力并赋予卵圆细胞间质样的特性。抗体阻断实验以及添加条件培养上清和重组蛋白的实验显示,分泌型OPN在卵圆细胞增殖和迁移的过程中发挥很重要的作用。最后,通过免疫组织化学和免疫荧光技术发现50%CDE诱导产生的肿瘤为混合型的肿瘤(combined hepatocellular carcinoma and cholangiocarcin-oma, cHCC-CC)并且表达干细胞的标记物—EpCAM,说明该种类型的肿瘤可能起源于肝干细胞/肝前体细胞。此外,我们还发现,OPN可能通过促进β-Catenin信号通路的激活使得卵圆细胞增殖并促进肿瘤的发生发展。对77例人肝癌临床病例的研究发现,OPN的高表达与β-Catenin在胞浆/胞核中的表达成正相关。本课题阐明了在50%CDE模型中,增殖的卵圆细胞高表达OPN;OPN有利于肝干细胞库的维持;分泌型OPN能够促进卵圆细胞的增殖和迁移能力;OPN可能通过Src降低E-cadherin的表达,释放游离的β-Catenin入胞浆,通过激活β-Catenin信号通路影响了卵圆细胞的增殖和后期的肿瘤发生。肝干细胞参与肝脏的多种病理过程。随着研究的不断深入,针对肝干细胞的特异性标记物、调控肝干细胞的细胞因子以及信号分子等关键因素必将得到阐明,这对研究肝脏的发育,以及针对肝干细胞的诊断和治疗都有重要的意义。