目的:肝细胞移植是遗传性和终末期肝脏疾病的有效治疗方法。但是,原代人类肝细胞来源匮乏、体外难于长期培养和保持功能等问题限制了其临床广泛应用。当前,胚胎干细胞（ES cells）、诱导多能干细胞（iPS cells）和间充质干细胞（MSCs）都能够诱导生成肝细胞。但是,伴随的一些问题限制了它们的临床实际应用,如:伦理学争议、致瘤性、病毒转入的安全性等。因此,寻找更理想、切实可用的肝细胞来源成为当前一个研究热点和迫切需要解决的科学问题。精原干细胞（SSCs）是睾丸内的一种成体干细胞,一旦离开睾丸生精微环境,精原干细胞就能够获得多能性,去分化生成类胚胎干细胞并相继分化为三胚层组织的各种细胞。小鼠精原干细胞在体外能够诱导转分化为成熟肝细胞,显示出其良好的潜在应用前景。然而,人精原干细胞尚没有相关的研究报道。由于人类和小鼠的精原干细胞具有明显的种系差异、细胞类型与生化表型,因此,本论文研究人精原干细胞在体外和体内诱导生成有功能的成熟肝细胞,为肝细胞移植治疗肝脏疾病提供新的细胞来源,并探讨人精原干细胞转分化为成熟肝细胞的信号转导机制。方法:首先采用两步酶消化、差速贴壁与免疫磁珠分选法（MACS）分离获得高纯度和活力的人精原干细胞。然后用添加生长因子和激素的条件培养基模拟体内胎肝发育的微环境体外诱导精原干细胞的转分化。在不同的转分化节点通过RT-PCR、免疫细胞化学和流式细胞术等方法进行其表型鉴定;然后,在功能水平上检测诱导生成的肝细胞是否具有与原代肝细胞相似的功能,包括白蛋白分泌、尿素合成、吲哚菁绿吞噬及排泄。并且,我们探讨β-CATENIN信号分子及相关转录因子是否参与了人精原干细胞转分化为成熟肝细胞。在体外实验结果基础上,我们再将诱导分化转向体内。用四氯化碳（CCl4）构建小鼠肝损伤模型,提供向肝转分化内环境;然后,用肝脏间质细胞提供向肝转分化的微环境（Niche）,人精原干细胞与小鼠肝脏间质细胞通过肾包膜移植,对转分化的细胞进行生化表型鉴定,并评估人精原干细胞移植对受体小鼠重要组织器官的安全性。结果:体外诱导转分化:我们运用MACS分离的细胞表达人类精原干细胞多种特异基因和蛋白标记,如:UCHL1、PLZF、GPR125和MAGEA4等,表明这些细胞在生化表型上为人精原干细胞。第一阶段经过约10天的条件培养基诱导培养,人精原干细胞逐渐失去原有精原干细胞的基因与蛋白的表达,在形态学上变为卵圆形,类似人肝干细胞形态;在转录和翻译水平检测到肝干细胞特异的基因和蛋白表达,包括CK7、CK19、CK8和CK18;流式细胞术发现80%的细胞共表达CK18和CK19;未检测到ES细胞标记物,如TRA1-60、SSEA3和TRA1-81的表达。结果表明,人精原干细胞未去分化生成类胚胎肝细胞,而是直接转分化为肝干细胞。我们进一步用条件培养基诱导肝干细胞向肝细胞分化。分化的细胞持续表达肝细胞特异性基因和蛋白标记,如ALB、AFP、CK18等,逐渐失去胆管细胞标记的表达,如CK19和CK7,显示肝干细胞特异分化为肝细胞,而不是胆上皮细胞。然后,运用HGF、OSM和Dex诱导肝细胞成熟,这些细胞表达CYP1A2、ALB和AAT等,同时具有原代肝细胞相似的功能,包括:白蛋白分泌、尿素合成和ICG吞噬及排泄。上述结果提示,人精原干细胞能在体外转分化为具有形态特征、生化表型和有功能的成熟肝细胞。在分子机制方面,我们发现,β-CATENIN/HNF4A/FOXA1/GATA4信号通路参与了人精原干细胞转分化为成熟肝细胞过程。体内诱导转分化:CCl4能有效地建立小鼠肝损伤模型。RT-PCR显示,分离的小鼠枯否细胞表达Desmin、Emr、v-wf和Acta2;免疫细胞化学检测肝星状细胞表达VIMENTIN和窦内皮细胞表达V-WF;以上结果表明,分离的细胞为小鼠肝脏间质细胞。GFP标记的人类精原干细胞系与小鼠肝脏间质细胞移植到肾包膜4周后,移植细胞生长良好,检测到自发绿色荧光的细胞同时表达肝细胞特异标记蛋白,包括:CK18、ALB、CYP1A2和AAT,同时,未检测到精原干细胞标记物GPR125和VASA的表达。Western blot也检测到ALB、AAT、CYP1A2、AFP、PCNA等蛋白的表达,未检测到GPR125蛋白表达;并且,精原干细胞的移植对受体小鼠重要组织器官,包括心、肾、脑、脾等,未检出明显病变。以上结果显示,人精原干细胞在体内转分化为肝细胞,并具有良好的安全性,具有广泛临床应用前景。结论:我们首次将人精原干细胞体外和体内诱导转分化为生化表型与有功能的成熟肝细胞,为肝细胞移植治疗肝脏疾病和药物筛选提供新的细胞来源;同时,我们揭示β-CATENIN/HNF4A/FOXA1/GATA4通路参与了转分化过程,为肝脏发育和精原干细胞的重编程提供新的分子机制。