Cell Stem Cell：惠利健团队等实现对患者来源肝细胞的高效扩增和基因编辑，用于治疗遗传性肝病

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

细胞疗法在许多难治性疾病的治疗中具有巨大的潜力， 尽管该领域进展迅速，但向更复杂的实体器官（例如肝脏）的转化仍存在着巨大障碍。 由于其再生能力，移植的肝细胞可以通过再生来替代肝脏中病变或损伤的肝细胞来修复组织。 因此，肝细胞移植是治疗遗传性肝病的一种有前景的方法，并显示了积极的临床效果。 但在临床实践中，即使在免疫抑制的情况下，同种异体肝细胞移植的长期疗效仍受到免疫排斥反应的限制。

离体自体细胞疗法在避免免疫应答和提高长期疗效方面具有相当大的优势，因此具有治愈严重遗传病的潜力。 近年来，通过诱导多能干细胞（iPSC）分化或通过直接转分化成纤维细胞的方法获得自体肝细胞样细胞（HLC）的研究取得了显著进展。 然而 ，这种备受期待的肝细胞样细胞在体内移植后缺乏高效的再生能力和成熟的肝脏功能。

2024年5月20日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心惠利健研究员、上海交通大学医学院附属仁济医院夏强院士、华东师范大学李大力教授、上海科技大学钟桂生教授等在Cell Stem Cell期刊发表了题为： Efficient expansion and CRISPR-Cas9-mediated gene correction of patient-derived hepatocytes for treatment of inherited liver diseases 的研究论文 。

该研究开发了一种用于大规模扩增患者来源的人类原代肝细胞（PHH）的培养系统，从而提供了高质量的自体肝细胞来源。该研究还筛选并鉴定了一种能够高效转导增殖的人类肝细胞（ProliHH） 的腺相关病毒——AAV2.7m8，可实现高效DNA靶向整合，这些经过基因编辑的ProliHH可在小鼠体内高水平增殖、成熟并成功治疗酪氨酸血症。 这项研究为人类遗传性肝病的体外自体可扩增基因编辑肝细胞疗法提供了概念验证。

由于在大多数肝脏疾病中，约10%的肝细胞被替换后才显示出治疗效果，因此开发的自体肝细胞需要具有与临床移植相匹配的高再生能力。 由于分离的患者原代肝细胞稀缺，体外培养的患者肝细胞可为自体肝细胞治疗提供重要的细胞来源。

此外，原代肝细胞的基因敲入仍然效率不足，这主要是由于其低增殖能力，阻碍了患者自体肝细胞的功能纠正和应用。 为了克服这一限制，具有强大增殖能力的培养肝细胞为实现高度遗传整合提供了可能。 临床迫切需要开发一种方法，用于生产具有肝脏再生能力的经过基因校正的自体增殖肝细胞 。

基因编辑技术的进步使我们能够在人类原代细胞中精确整合转基因，这也 拓宽了实验性和临床细胞疗法的范围。基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的CAR-T细胞在淋巴瘤治疗中显示出较高的安全性和有效性。 然而，确定将大片段DNA靶向整合到肝细胞的有效方法仍然是难以捉摸的 。

使用同源定向修复（HDR）模板编辑肝细胞不仅效率低，且具有高毒性 。扩增患者来源的肝细胞，优化靶向策略，并使用腺相关病毒（AAV）进行DNA模板递送，有可能解决这些问题 。

在这项研究中，研究团队开发了一种用于大规模扩增患者来源的人类原代肝细胞（PHH）的培养系统，为基因敲入提供了一种具有巨大潜力的自体肝细胞来源。 经过系统优化，研究团队 发现，AAV2.7m8能够高效地促进 CRISPR-C as9 介导的 靶向整合，从而修复在增殖的人类肝细胞（ProliHH）中存在缺陷的基因。更重要的是，这些 经过基因编辑的ProliHH可在小鼠体内高水平增殖、成熟并成功治疗酪氨酸血症。

这项研究结合了体外大规模细胞扩增和患者来源的可移植肝细胞的基因编辑，在治疗人类肝脏疾病方面具有巨大的潜在应用价值，为肝细胞治疗的临床应用提出了一种可行的策略。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(24)00177-2