從亞里士多德時代起，人們就知道人類肝臟在身體任何器官中具有最大的再生能力，甚至可以從 70% 的截肢中再生，這使得活體供體移植成為可能。盡管肝臟在受傷后完全再生，但調(diào)節(jié)如何激活或停止該過程以及何時終止再生的機(jī)制仍然未知。位于德累斯頓(德國)的馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所(MPI-CBG)、Gurdon 研究所(英國劍橋)和劍橋大學(xué)(生物化學(xué)系)的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，一種調(diào)節(jié)細(xì)胞類型——間充質(zhì)細(xì)胞——可以激活或停止肝臟再生。間充質(zhì)細(xì)胞通過它們與再生細(xì)胞(上皮細(xì)胞)建立的接觸數(shù)量來做到這一點。這項研究表明，再生過程中的錯誤可能導(dǎo)致癌癥或慢性肝病，這是由兩個人群之間的錯誤接觸次數(shù)引起的。發(fā)表在期刊上的一篇論文中描述了這項工作2021 年 8 月 2 日的細(xì)胞干細(xì)胞。
成人肝細(xì)胞觸發(fā)再生反應(yīng)的分子機(jī)制在很大程度上仍然未知。歐洲約有 2900 萬人患有慢性肝病，例如肝硬化或肝癌。它們是肝臟疾病發(fā)病率和死亡率的主要原因，全世界每年約有 200 萬人死于肝臟疾病。目前，沒有治愈方法，肝移植是肝衰竭的唯一治療方法。因此，科學(xué)家們正在探索如何觸發(fā)肝臟再生能力的新選擇，作為恢復(fù)功能的替代方法。
微型肝臟的開發(fā)
德累斯頓馬克斯普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的研究人員與劍橋大學(xué)格登研究所的同事一起研究成人肝臟再生的生物學(xué)原理。2013 年，Meritxell Huch 與 Hans Clevers 教授一起開發(fā)了第一個肝臟類器官——在實驗室培養(yǎng)皿中由小鼠肝細(xì)胞生成的微型肝組織。研究人員甚至成功地將類器官移植到小鼠體內(nèi)，使其能夠執(zhí)行肝功能。2015 年，他們成功地將這種肝臟類器官技術(shù)轉(zhuǎn)移到來自人類肝臟活檢的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)人類肝臟，并于 2017 年開發(fā)了類似的人類肝癌系統(tǒng).Huch 實驗室一直位于劍橋大學(xué)的 Gurdon 研究所，直到 2019 年才搬到 MPI-CBG。
一個令人驚訝的、令人興奮的觀察
成人肝臟的兩個主要功能細(xì)胞是肝細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞，它們執(zhí)行肝臟的許多功能，導(dǎo)管細(xì)胞形成將膽汁輸送到腸道的微小導(dǎo)管網(wǎng)絡(luò)。它們與其他支持細(xì)胞(如血管或間充質(zhì)細(xì)胞)協(xié)同工作。為了構(gòu)建肝臟類器官，一開始研究人員只使用膽管的導(dǎo)管細(xì)胞。為了改進(jìn)這個模型并使其更接近真實的肝臟，博士生 Lucía Cordero-Espinoza 和博士后研究員 Anna Dowbaj 計劃構(gòu)建一個更復(fù)雜的肝臟類器官，以更好地模擬成人肝組織的細(xì)胞相互作用和結(jié)構(gòu).為此，他們添加了肝間質(zhì)——一種結(jié)締組織的調(diào)節(jié)細(xì)胞，它支持膽管的管狀結(jié)構(gòu)。“我們將間充質(zhì)細(xì)胞放在由導(dǎo)管細(xì)胞制成的類器官旁邊，放在培養(yǎng)皿中，發(fā)現(xiàn)它們沒有接觸或連接，就像它們在天然組織中所做的那樣，”Anna Dowbaj 說。研究人員聯(lián)系了劍橋大學(xué)的 Florian Hollfelder，他知道一種方法可以將細(xì)胞結(jié)合在微小的凝膠中，使它們能夠相遇并建立聯(lián)系。Anna 繼續(xù)說道：“我們很高興看到我們的新的更復(fù)雜的類器官如何在培養(yǎng)皿中重現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)，因此我們決定研究細(xì)胞的行為并在顯微鏡下拍攝它們。令我們驚訝的是，我們看到了一個完全出乎意料的結(jié)果行為：組織(類器官)在與間充質(zhì)細(xì)胞接觸時收縮，但在沒有接觸的情況下生長。這種自相矛盾的行為非常引人注目，但可以幫助我們解釋為什么組織在再生過程中增殖或停止增殖”。
標(biāo)簽： 肝臟再生
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