肝内胆管上皮细胞-解锁肝胆疾病研究与药物筛选新模型

关键词：胆管上皮细胞，肝内胆管上皮细胞，3D细胞培养，类器官，3D胆管模型、肝胆管类器官，胆管上皮细胞类器官，肝内胆管上皮细胞上皮-间充质转化，Biliary Epithelial Cells（BECs），Intrahepatic Biliary Epithelial Cells（IBEpiCs），Organoids，Hepatobiliary Organoid（HBO），Epithelial-mesenchymal transition（EMT），胆汁淤积药物筛选和毒性评价，肝纤维化胆管反应模型，肝内胆管癌侵袭机制；

肝脏是人体代谢、分泌、解毒和免疫的核心器官，其功能依赖于肝实质细胞和非实质细胞的多细胞协同作用。肝内胆管上皮细胞（Intrahepatic Biliary Epithelial Cells,IBEpiCs)是位于肝脏内部的胆管上皮细胞（Biliary epithelial cells，BECs）。作为肝脏的一种非实质细胞，IBEpiCs具有分泌吸收、损伤修复和免疫屏障等多种功能，对于维持肝脏的正常生理功能具有重要作用。同时，IBEpiCs的异常改变与多种肝胆疾病有着密不可分的联系，利用IBEpiCs构建3D胆管模型、肝胆管类器官及胆管上皮细胞类器官，可为肝胆疾病机制和药物筛选提供更加高效的体外研究模型。本文简要介绍肝内胆管上皮细胞的特点及其在肝脏疾病中的作用机制，以供参考。

01    肝内胆管上皮细胞简介

肝内胆管上皮细胞（Intrahepatic Biliary Epithelial Cells,IBEpiCs)占肝脏细胞总数的3%～5%，是构成肝内胆管系统的主要功能细胞，分布于肝内二级胆管及其分支以上的胆管系统，主要覆盖肝左叶和右叶的胆管分叉处。IBEpiCs呈立方或柱状，具有顶膜和基底外侧膜，从其顶膜延伸出来的微绒毛和初级纤毛具有特征性，微绒毛使细胞表面积增加了5倍，初级纤毛则能感受机械、化学刺激以及渗透压的改变，是维持其细胞稳态的关键。IBEpiCs的肌动蛋白细胞骨架具有助于维持膜张力、稳定细胞形态和调节囊泡运输的功能。

IBEpiCs具有分泌与吸收、炎症修复和免疫屏障等作用，具体如下：

🔷 分泌与吸收

IBEpiCs的顶膜和基底外侧膜存在不同的离子载体和通道，分泌和吸收各种物质。IBEpiCs主要分泌物之一是胆汁，占胆汁总排出量的40%，其在胆汁生成中至关重要。此外，IBEpiCs还可以吸收胆汁酸、葡萄糖、氨基酸、水和各种离子，通过相关的转运蛋白和通道蛋白实现双向运输。

🔷 炎症与修复

IBEpiCs参与肝脏损伤引起的炎症和修复反应。IBEpiCs经各种损伤激活后可分泌多种细胞因子和趋化因子，包括转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL-8、CCL2、血小板源性生长因子-B（platelet derived growth factor-B，PDGF-B）等，这些因子会以自分泌和旁分泌的方式参与炎症反应，致使IBEpiCs增殖、凋亡和衰老。随着炎症反应加剧，受损胆管周围瘢痕组织过度沉积，引发病理性修复反应。

🔷 免疫屏障

IBEpiCs拥有复杂的免疫机制，是肝脏免疫调节的重要组成部分，IBEpiCs在未被激活状态下，分泌包含IgA在内的多种抗菌蛋白，具有潜在的抗菌作用和免疫功能。IBEpiCs表达的Toll样受体（toll-like receptors，TLRs），在识别抗原后会分泌抗菌蛋白、炎症性细胞因子和黏附分子。同时，IBEpiCs作为抗原呈递细胞还可表达人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA），促进免疫反应的定位。当IBEpiCs被各种损伤激活后，会分泌TNF-α、干扰素-γ（Interferon-γ，IFN-γ）、IL-6、IL-8、CCL2、CXCL16、HLA等参与免疫调控。

02    肝内胆管上皮细胞与肝脏疾病

近些年的研究发现肝内胆管上皮细胞在胆汁淤积性肝病（cholestatic liver diseases，CLD）、肝纤维化( Hepatic fibrosis，HF) 和肝内胆管癌（intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）等肝脏疾病中扮演着关键角色。随着生物医学的快速发展，3D细胞培养和类器官技术为生命科学和医学研究提供了创新性解决方案。利用肝内胆管上皮细胞构建3D胆管模型、肝胆管类器官及胆管上皮细胞类器官等，可为肝胆疾病药物筛选、毒性测试及再生机制等提供更加精准和高效的体外研究工具。

【胆汁淤积性肝病（cholestatic liver diseases，CLD）】

肝内胆管上皮细胞的作用 CLD是由各种原因引起的胆汁生成、分泌和排泄障碍，进而引发胆汁淤积和炎症反应，最终导致胆管和肝细胞损伤。CLD最常见的类型包括原发性胆汁性胆管炎（primary biliary cholangitis，PBC）和原发性硬化性胆管炎（primary sclerosing cholangitis，PSC）。IBEpiCs作为胆汁流量和成分的主要调节者，与CLD的发生发展有紧密联系。顶端连接复合体（apical junctional complexes，AJCs），如紧密连接和黏附连接，可在肝实质和胆汁毒物之间形成一道保护性物理屏障，AJC受到IBEpiCs表达的维生素D核受体（vitamin D nuclear receptor，VDR）的调节，研究表明当VDR缺乏时，AJC完整性的缺失会导致胆管结构缺陷。同时，细胞衰老、缺氧、胆汁毒性及药物毒性会诱导IBEpiCs大量表达-赖氨酰氧化酶样蛋白2（lysyloxidase-like protein 2，LOXL2），LOXL2对IBEpiCs的屏障功能产生负性调节，促进PSC患者的肝损伤。"因此，IBEpiCs可构建胆汁淤积型胆管3D细胞模型和肝胆管类器官，用于胆汁淤积药物筛选和毒性评价研究。

【肝纤维化( Hepatic fibrosis，HF)】

肝内胆管上皮细胞的作用 HF过程涉及多种细胞机制，其中肝内胆管上皮细胞上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和DR发挥重要作用。肝脏中的上皮细胞通过EMT会失去其典型的极性和黏附特性，获得成纤维细胞表型，并大量表达EMT相关蛋白，促进纤维化形成。在对原发性胆汁性肝硬化患者的研究中发现，IL-17A诱导的IBEpiCs-EMT参与了该疾病的发病过程，IL-7A可能在体外诱导IBEpiCs发生成纤维细胞样的形态学变化。另外有研究表明，非经典型NF-kB信号通路及其转录调控因子RELB是引发DR的核心介质，RELB在健康肝脏中是非必需的，但在慢性肝病中会被激活，抑制IBEpiCs中RELB基因的表达，将有助于改善肝纤维化。因此，IBEpiCs可用于体外构建肝纤维化胆管反应模型，为肝纤维化疾病机制研究提供重要线索。

【肝内胆管癌（intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）】

肝内胆管上皮细胞的作用 ICC是来自于肝内胆管上皮的恶性肿瘤，可由多种疾病或因素导致，约占原发性肝癌的10%～15%。ICC被认为有多种细胞来源，如IBEpiCss、分化的肝细胞和肝祖细胞等多能干细胞。有学者使用细胞谱系追踪系统来定位胆管上皮p53缺失，表明在慢性炎症和p53缺失的情况下，IBEpiCs是ICC的起源细胞。近年来的研究发现，IBEpiCs中的miRNA失调以及DNA甲基化对ICC发生发展做出重要贡献。例如诱导miR-21过表达，可间接增加ICC细胞的增殖和侵袭性；miR-200相关的ICC-EMT与肿瘤细胞的侵袭和转移有密切联系。因此，IBEpiCs可用于肝内胆管癌侵袭机制研究。

03    IPHASE 相关产品

综上所述，肝内胆管上皮细胞（Intrahepatic biliary epithelial cells,IBEpiCs)作为肝脏中重要的非实质细胞，在维持肝脏正常的生理功能方面具有不可替代的作用。同时，肝内胆管上皮细胞在肝胆疾病的发生、发展过程中发挥着重要的作用，其有可能作为肝胆疾病有效的治疗靶点。因此，研究肝内胆管上皮细胞对于理解肝脏生理功能、疾病机制及开发新型治疗策略等方面具有重大意义。鉴于此，IPHASE作为体外研究生物试剂引-领者，凭借先进的设备、专业的技术人员和多年研发经验，成功研发出人、猴、犬、大鼠及小鼠等多种属的肝内胆管上皮细胞，为肝胆疾病机制与药物筛选研究提供新模型。同时，IPHASE还可提供不同种属的其他种类的原代肝细胞，可满足客户不同的试验需求。

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