2023年2月13日，國際學術期刊Cell Stem Cell在線發表了我所李虹研究組、李亦學研究組與中國科學院分子細胞科學卓越創新中心惠利健研究組合作的研究文章“Kupffer cell-derived IL-6 is repurposed for hepatocyte dedifferentiation via activating progenitor genes from injury-specific enhancers”。該研究揭示肝臟損傷下，駐留巨噬細胞分泌的炎癥信號IL-6誘導了肝細胞的去分化。IL-6激活STAT3信號通路，STAT3結合在損傷特異的增強子上誘導了肝前體基因的表達。

　　肝臟在損傷情況下，組織再生的細胞來源一直是領域內的研究焦點。目前認為穩態的肝臟內不存在肝干細胞，新生肝細胞主要來源于已分化的上皮細胞。成熟肝細胞能在損傷條件下發生去分化，重編程為Sox9⁺類肝前體細胞 (Liver progenitor-like cells, LPLCs)。但LPLC的形成過程、不同細胞狀態特異表達的基因、細胞狀態轉換相關的基因及分子機制還有待深入研究。單細胞測序技術及生物信息分析能夠捕獲組織內表達的各種細胞狀態，是研究上述問題的有力工具。

　　在該工作中，研究人員通過對單細胞轉錄組測序數據的深入分析，鑒定了健康肝臟和損傷肝臟中不同的肝細胞亞群，并從中鑒定出一組高表達Sox4，Sox9，Spp1，Cd24a等干性相關基因的肝細胞亞群。該細胞類群與之前報道的Sox9陽性類肝前體細胞 (Liver progenitor-like cells, LPLCs）高度相似，因此認為是LPLCs。通過偽時序分析，研究人員首次重塑了正常肝細胞經損傷后重編程（reprogramming）轉變為LPLCs的過程。通過對生物學通路富集打分與細胞偽時間（pseudotime）進行建模，得到重編程過程中顯著變化的信號通路，發現損傷下免疫信號通路與重編程高度相關。另外，通過比較Non-LPLCs肝細胞，鑒定出了reprogramming related genes。這些為后續機制實驗的開展提供了線索和方向。之后，研究人員對肝臟的不同免疫細胞進行了復雜的敲除實驗，發現肝臟駐留Kupffer細胞（KCs）是LPLCs出現所必要的，而阻斷單核來源的巨噬細胞（MoMFs）及其他免疫細胞對LPLCs出現無影響。通過解析肝損傷下巨噬細胞的單細胞測序數據及大塊組織樣本測序數據，結合體內篩選實驗，研究人員發現IL-6可以在無損傷的肝臟內直接結合肝細胞IL6R/gp130誘導LPLCs的出現，其下游是通過STAT3信號轉導實現。之后，利用ChIP-seq技術，研究人員證明STAT3能夠結合重編程基因預先開放的染色質區域。有趣的是，研究人員發現胚胎發育過程中STAT3并未激活，組蛋白H3K27ac修飾在LPLCs相關的增強子區域也未激活，說明了肝臟損傷下IL-6/STAT3信號是結合了損傷特異的增強子誘導了前體基因的表達。本研究揭示了肝臟損傷下巨噬細胞的炎癥信號通過損傷特異的轉錄調控模式誘導肝細胞去分化的機制，該機制為探索誘導體內重編程的因子，開發治療肝臟疾病相關藥物，奠定了重要的理論基礎。

　　中國科學院分子細胞科學卓越創新中心博士李露(已畢業)，在讀博士崔磊和中國科學院上海營養與健康研究所博士后林平為該論文共同第一作者，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心惠利健研究員，中國科學院上海營養與健康研究所李虹研究員和李亦學研究員為該論文通訊作者。該工作得到中國科學院、基金委、科技部、上海市科委、上海發改委等經費支持。

肝臟損傷條件下駐留巨噬細胞分泌的炎癥信號IL-6誘導了肝細胞的去分化

　　文章鏈接:

　　https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00009-7