科学家发现负责肝组织维持和再生的细胞
【字体： 大 中 小 】 时间：2021年03月05日 来源：UT Southwestern Medical Center
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虽然自古以来人们就知道肝脏惊人的再生能力，但负责维持和补充肝脏的细胞仍然是个谜。现在，研究已经确定了负责肝脏维持和再生的细胞，同时也确定了它们在肝脏中的位置。
虽然自古以来人们就知道肝脏惊人的再生能力，但负责维持和补充肝脏的细胞仍然是个谜。现在，美国犹他州西南大学儿童医学中心研究所（CRI）的研究已经确定了负责肝脏维持和再生的细胞，同时也确定了它们在肝脏中的位置。
这些发现，今天发表在《科学》杂志上，可以帮助科学家回答有关肝脏维护、肝脏损伤（如脂肪肝或酒精性肝病）和肝癌的重要问题。
肝脏具有重要功能，包括化学解毒、血液蛋白质生成、胆汁排泄和能量代谢调节。从结构上讲，肝脏是由被称为小叶的组织单位组成的，这些小叶在横切面上类似于蜂巢。单个小叶组织在同心区域，其中肝细胞，原发性肝细胞类型，执行不同的功能。在过去的10年里，关于肝小叶上的所有肝细胞是否都有助于产生新细胞，或者肝细胞或干细胞的某个亚群是否是其中的一个原因，一直存在着争论。
由于缺乏区分和比较肝细胞功能的标记物，以前鉴定肝再生最主要的细胞的努力受到阻碍肝脏不同区域的不同类型的肝细胞。朱实验室的科学家通过比较标记整个肝脏肝细胞的基因来解决这个问题。利用这种方法，他们确定了只由特定肝细胞亚群启动的基因，然后用这些基因作为标记来区分不同肝细胞亚群的特性和功能。他们创造了11个新的小鼠品系，每个品系都带有一个特定肝细胞亚群的标记。研究人员与先前建立的三个小鼠品系一起，观察了标记细胞是如何随着时间的推移而增殖或消失的，以及这些细胞在损伤后负责肝脏再生。这些实验使研究人员能够直接比较不同的肝细胞亚群对肝脏维持和再生的贡献。
朱实验室的成员发现，2区的细胞产生了新的肝细胞，这些细胞分布在肝小叶的所有3个区域，而1区和3区的细胞则消失了。这些出乎意料的观察结果表明，负责肝脏维护的干细胞并不罕见，而是肝脏特定区域内一组常见的成熟肝细胞，它们定期分裂，在整个肝脏中形成新的肝细胞。朱实验室还将小鼠暴露于模拟常见肝损伤形式的化学物质中，结果表明，2区的细胞最能逃避死亡、再生肝细胞和维持肝功能。
“在人类中，1区和3区的细胞最常受到酒精、对乙酰氨基酚和病毒性肝炎的伤害。因此，有意义的是，第2区的细胞可以免受影响小叶两端的毒性损伤，它们将处于肝脏再生的首要位置。然而，要了解人类肝脏中的不同细胞类型，还需要更多的研究，”CRI副教授、该研究的主要作者Hao Zhu医学博士说。
要了解更多关于2区肝细胞再生肝功能的机制，朱实验室的成员进行基因筛选，寻找对生长和再生重要的基因。他们发现了一种称为IGFBP2-mTOR-CCND1轴的通路，该通路在2区活跃，但在1区和3区不活跃。当他们从老鼠身上删除这一途径的成分时，2区的细胞不再产生新的肝细胞，确定这是负责2区细胞再生能力的机制。
“2区肝细胞作为再生群体的鉴定回答了有关肝脏生物学的一些基本问题，并可能对肝脏疾病具有重要意义。此外，我们创建的研究不同类型肝细胞的工具可以用来检测不同的细胞对肝损伤或导致肝癌的基因变化的反应
Journal Reference:
Yonglong Wei, Yunguan G. Wang, Yuemeng Jia, Lin Li, Jung Yoon, Shuyuan Zhang, Zixi Wang, Yu Zhang, Min Zhu, Tripti Sharma, Yu-Hsuan Lin, Meng-Hsiung Hsieh, Jeffrey H. Albrecht, Phuong T. Le, Clifford J. Rosen, Tao Wang, Hao Zhu. Liver homeostasis is maintained by midlobular zone 2 hepatocytes. Science, 2021; 371 (6532): eabb1625 DOI: 10.1126/science.abb1625
UT Southwestern Medical Center. "Scientists identify cells responsible for liver tissue maintenance and regeneration." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 February 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225143917.htm>.
UT Southwestern Medical Center. (2021, February 25). Scientists identify cells responsible for liver tissue maintenance and regeneration. ScienceDaily. Retrieved March 1, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225143917.htm
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