原代肝細胞-代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（MASH）研究的核心模型

關鍵詞：原代肝細胞，代謝性疾病，非酒精性脂肪性肝病，代謝功能障礙相關脂肪性肝炎，非酒精性脂肪性肝炎Primary Hepatocytes, non-alcoholic fatty liver disease(NAFLD),  metabolic dysfunction-associated steatohepatitis（MASH），non-alcoholic steatohepatitis(NASH)

代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（metabolic dysfunction-associated steatohepatitis，MASH）是一種與代謝紊亂相關的肝臟疾病，早前曾被稱為非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。MASH是非酒精性脂肪性肝病( non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)的嚴重形式，極有可能發展為包括肝硬化、肝癌在內的終末期肝病。原代肝細胞（Primary Hepatocytes）作為高度保留體內生理特性的細胞模型，在MASH研究中具有核心應用價值。鑒于此，IPHASE作為體外研究生物試劑引-領者，研發生產了MASH供體的原代肝細胞，助力MASH 疾病研究。

圖片來源："Non-alcoholic fatty liver disease."The Lancet 397

一、代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（MASH）簡介

代謝功能障礙相關脂肪性肝炎（metabolic dysfunction-associated steatohepatitis，MASH）是非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）的更新命名，更名后能更準確地反映這種疾病與代謝紊亂之間的聯系。MASH與2型糖尿病、高血壓和高血脂等代謝綜合征及肥胖等因素密切相關，已成為全球范圍內的重大健康挑戰。MASH是非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD）進一步發展的更為嚴重的形式，和單純性非酒精性脂肪肝（NAFL）相比，其發展為肝硬化、肝癌等終末期肝病的風險大大增加，進而導致由肝臟壞死引起的死亡率增加，這也是歐美等發達國家和地區采用肝移植術進行治療的主要原因。MASH常以肝臟脂質大量堆積、脂質代謝紊亂、肝細胞氣球樣變、炎癥和導致纖維化的肝星狀細胞活化為特征。

NASH組織學特征（圖片來源：Current therapies and new developments in NASH）

MASH的發病機制復雜，涉及到糖代謝、脂代謝、胰島素抵抗及纖維化等多個方面。患者通常存在胰島素抵抗及相關代謝紊亂，如高膽固醇血癥和高三酰甘油血癥，以及糖代謝調節受損或糖尿病。其可能因素涉及“二次打擊"學說。

1、初次打擊：胰島素抵抗與肝脂肪變

【脂質代謝失衡】

a.脂肪酸攝取增加：肥胖時脂肪組織分解產生的游離脂肪酸（FFA）經門靜脈入肝，超過肝細胞代謝能力。

b.脂肪酸合成亢進：高糖飲食激活SREBP-1c，促進ACC、FASN等酶表達，肝細胞內脂肪酸從頭合成增加。

c.脂質氧化/輸出減少：線粒體功能障礙（如PPARα活性抑制）導致β-氧化效率下降，VLDL組裝缺陷使甘油三酯（TG）滯留。

2、二次打擊：炎癥與纖維化啟動

【氧化應激與脂毒性】

a.過量FFA在線粒體氧化中產生大量活性氧（ROS），誘發脂質過氧化，損傷肝細胞膜及DNA。

b.毒性脂代謝物（如神經酰胺、二酰甘油）激活 PKC、JNK通路，抑制胰島素信號。

【炎癥信號級聯】

a.脂滴破裂釋放的FFA激活 TLR4/NF-κB通路，誘導TNF-α、IL-6等促炎因子分泌，招募巨噬細胞（Kupffer細胞）形成炎癥灶。

b.NLRP3炎癥小體激活，釋放IL-1β、IL-18，加劇肝細胞損傷。

【肝纖維化形成】

a.持續炎癥激活肝星狀細胞（HSCs），使其從靜息態轉化為肌成纖維細胞，分泌 I、III型膠原，形成纖維間隔。

MASH不僅極有可能發展為肝硬化和肝癌等終末期肝病，還對全身多個系統均有影響，例如心血管系統、消化系統、呼吸系統等。目前，MASH的治療主要依賴于生活方式的改變，主要是減重，其藥物研發并不順利，主要原因歸結為MASH復雜的發病機制以及診斷障礙為相關藥物研究帶來了極大挑戰。合適的體外模型對于MASH的發病機制及相關藥物研發研究至關重要。

二、原代肝細胞與MASH研究

原代肝細胞（Primary Hepatocytes）是指從動物肝臟直接分離的天然細胞，因其保留體內肝臟的代謝功能與基因表達譜，成為MASH發病機制、藥物篩選及治療靶點驗證研究的核心模型。

1、原代肝細胞在MASH研究中的優勢

【代謝功能完整性】保留糖原合成、脂肪酸β-氧化、膽汁酸代謝等關鍵通路（如CYP7A1介導的膽固醇轉化）。

【信號通路真實性】胰島素信號（IRS-PI3K-AKT）、核受體調控（PPARα/γ、FXR）等與體內一致。

【病理模型相關性】可模擬肝細胞脂肪變、炎癥及纖維化信號的級聯反應，而細胞系常缺失關鍵病理特征。

2、原代肝細胞構建MASH體外模型

【脂質過載模型】通過FFA混合物和高糖刺激，可以模擬肝脂肪變性。

【炎癥-纖維化模型】通過脂毒性、炎癥因子和纖維化信號聯合刺激，可以模擬MASH進展。

【代謝綜合征共病模型】通過胰島素抵抗和氧化應激等多因素干預，可模擬臨床復雜性。

通過原代肝細胞構建MASH體外模型，研究人員可進行脂毒性信號通路解析、線粒體功能研究、藥物代謝與毒性評估等關鍵MASH機制的探索，為MASH相關藥物篩選與研發提供有力的數據支持。

3、原代肝細胞模型研究挑戰與發展方向

【技術挑戰】

a.細胞活性維持：原代肝細胞體外存活時間短，需優化培養條件。

b.個體差異?：供體遺傳背景、代謝狀態差異影響結果一致性。

c.細胞互作：單一細胞模型缺乏肝內非實質細胞（如Kupffer細胞、星狀細胞）的交互作用，難以完-全模擬體內炎癥微環境。

【模型進階策略】

a.多細胞共培養：加入肝星狀細胞、Kupffer細胞構建更接近體內的微環境，復現MASH中的細胞互作。

b.3D球狀體或類器官培養?：增強細胞間接觸，模擬更真實的體內環境，延長培養周期。

c.微流控器官芯片（Liver-on-a-Chip）：整合血流動力學刺激，在微流控裝置中實現長期藥物代謝模擬?。

綜上所述，原代肝細胞作為最-接近體內生理狀態的MASH研究模型，在其機制解析、藥物研發中具有不可替代的價值。通過優化培養體系與結合新興技術（如3D培養、器官芯片），其應用正從單一細胞功能研究向系統性病理模型拓展，為MASH的精準治療提供關鍵實驗依據。

三、IPHASE相關產品

然而，獲取高質量MASH供體的原代肝細胞面臨技術分離與供體資源合規的雙重挑戰，需通過優化分離流程、標準化供體篩選及遵守法規協同解決。IPHASE作為體外研究生物試劑引-領者，不斷開拓創新、銳意進取，突破MASH研究瓶頸，攻克分離技術與倫理合規壁壘。在原代肝細胞分離技術方面，IPHASE科研人員采用目前國際上流行的兩步膠原酶灌流法（Seglen灌流法）的原代肝細胞分離方法，并根據MASH肝組織特性進行分離技術改良，可以分離得到高純度和高活性的MASH供體原代肝細胞。在供體資源倫理合規方面，IPHASE具有豐富的樣本資源庫，MASH供體經嚴格篩選，來源清晰，并經合規性評定，有倫理和知情，免除了后顧之憂。

IPHASE通過技術創新與資源整合構建的雙護城河，不僅解決了MASH原代肝細胞的獲取難題，更形成了從基礎研究到藥物研發的全鏈條服務能力。在MASH藥物研發管線持續擴容的背景下，該模式有望成為連接基礎研究與臨床轉化的核心基礎設施，為代謝性疾病領域的突破提供關鍵支撐。