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胚胎干细胞被广泛的应用于生物学研究中,是生命科学研究的热点之一。作为肝病研究的主要细胞模型,胚胎干细胞将有助于解决人肝干细胞生长缓慢、肝干细胞建系困难、肝干细胞向肝细胞分化机制及基因调控机制等临床问题。乙醇的主要代谢器官为肝脏,酗酒是造成严重肝脏疾病首要因素。在欧美国家中,青年死亡的主要原因之一就是饮酒过量造成了酒精性肝病。本论文运用胚胎干细胞诱导分化为肝细胞的研究模型:先从胚胎干细胞定向诱导分化到内胚层细胞,再从内胚层细胞向肝细胞定向诱导分化,研究酒精对此过程的影响,模拟肝脏受损后启动肝卵圆再生过程,探讨酒精影响肝干细胞分化的分子机制。本论文研究发现,在人胚胎干细胞向肝细胞定向诱导过程中,酒精抑制了人胚胎干细胞向肝细胞和胆管细胞的分化以及成熟胆管细胞的形成,同时酒精也抑制了肝脏代谢酶表达及代谢功能的建立。本研究证实,酒精抑制了肝细胞分化过程中ERK信号通路,降低GSK-3β的Ser9磷酸化位点的磷酸化水平,导致转录因子β-catenin核定位的减少,下调其下游靶基因细胞周期蛋白Cyclin D1等的表达,最终造成细胞周期受阻。肝细胞分化过程中加入ERK信号通路抑制剂U0126,抑制了肝细胞和胆管细胞的形成,这一现象与酒精对诱导分化的抑制途径相符。在此过程中U0126和生长因子HGF与FGF4的叠加,致使肝细胞诱导分化过程以及p-ERK和细胞周期蛋白Cyclin D1蛋白表达水平趋于正常,这验证了酒精是通过抑制生长因子HGF与FGF4对ERK信号通路的激活作用,进而抑制了人胚胎干细胞向肝细胞的诱导分化过程。本研究表明,酒精还影响肝细胞分化过程中Wnt经典信号通路和Notch信号通路,降低这两个通路的活性,并抑制WNT1的表达。随后我们在分化过程中加入Notch通路抑制剂,抑制了胆管细胞的形成,并通过上调Wnt1来促进肝细胞的形成。我们又在此过程中加入Wnt经典信号通路抑制剂IWR-1-endo,导致肝细胞形成被抑制,并促进了胆管细胞形成。同时对肝脏代谢酶的表达与代谢功能的建立也存在抑制作用。这些实验结果证明了在本诱导体系中,Wnt经典信号通路与Notch信号通路分别控制了肝细胞与胆管细胞的形成。本文研究结果确立了酒精对肝细胞分化的重要影响,加深了对肝细胞分化机理的理解,对肝损伤与酒精肝治疗的临床研究具有重要的指导意义。