EGFR激活在胆管损伤后促进肝外胆管再生的机制研究

《Hepatology Communications》：EGFR activation in cholangiocytes promotes extrahepatic bile duct regeneration after injury

本文系统阐述了EGF受体（EGFR）信号通路在肝外胆管（EHBD）梗阻性损伤后胆管再生中的关键作用。研究通过小鼠胆管结扎（BDL）模型和人类/小鼠胆管类器官实验证实，EGFR配体（TGFα、BTC、HB-EGF、AREG）的上调可激活EGFR磷酸化（pEGFR），进而通过PI3K/AKT/MTOR信号轴驱动胆管细胞（cholangiocyte）增殖。该发现为胆管病（cholangiopathy）和胆管癌（CCA）的靶向治疗提供了新思路。

　　

EGF信号网络在肝外胆管损伤再生中的激活机制

背景

胆管病（cholangiopathies）是一组以胆管梗阻、炎症、胆管过度增殖和细胞外基质重塑为特征的病理状态，可进展为肝纤维化、肝功能衰竭或胆管癌（CCA）。胆管损伤后修复机制的探索对于预防胆管病进展至关重要。肝脏具有显著的再生能力，而胆管细胞（cholangiocytes）在稳态下处于有丝分裂静止状态，却在梗阻性损伤后表现出强烈的增殖反应。与肝内胆管（IHBD）相比，肝外胆管（EHBD）在解剖位置、组织学构成和胚胎起源上具有独特性，其再生机制研究相对缺乏。本研究旨在揭示EGF信号网络在EHBD梗阻后胆管增殖反应中的核心作用。

方法

研究采用小鼠胆管结扎（BDL）模型模拟梗阻性EHBD损伤，并利用人类和小鼠EHBD类器官进行体外实验。通过重组EGF家族配体（如TGFα、BTC、HB-EGF、AREG、EREG）和受体拮抗剂（如EGFR抑制剂erlotinib、ERBB2抑制剂trastuzumab）进行激活和抑制范式验证。转录组学（RNA-seq、scRNA-seq）和免疫组化分析揭示了稳态和梗阻后EGF信号的变化及细胞定位。

结果

稳态下，EHBD胆管细胞表达EGFR配体Tgfa、Btc、Hbegf和Nrg4，基质细胞表达Egf和Nrg2。胆管细胞中Erbb2和Erbb3表达占主导，基质细胞以Egfr为主。损伤后，胆管过度增殖与胆管细胞内Tgfa、Btc、Hbegf和Areg配体及Egfr受体表达上调相关，并伴随EGFR磷酸化（pEGFR）激活。免疫染色显示pEGFR主要定位于增殖的胆管细胞。基因集富集分析（GSEA）进一步证实BDL后PI3K/AKT/MTOR信号通路显著富集。

类器官实验表明，EGFR配体可剂量依赖性促进人和小鼠EHBD类器官生长及始祖细胞功能，其中TGFα、BTC、HB-EGF在低浓度（1-50 ng/mL）即可生效，而EREG和AREG需较高浓度（100 ng/mL）。EGFR特异性抑制剂erlotinib可显著抑制类器官增殖（IC₅₀小鼠0.073 μM，人类0.5 μM），而ERBB2抑制剂trastuzumab无此效应。体内实验中，erlotinib处理显著降低BDL小鼠胆管细胞EdU⁺增殖比例。

对人类胆管病数据库的分析显示，原发性胆汁性胆管炎（PBC）和原发性硬化性胆管炎（PSC）患者胆管细胞中TGFA、AREG和EGFR表达上调，胆管癌（CCA）组织中也存在TGFA和ERBB3的异常高表达。

结论

梗阻诱导的胆管增殖由EGFR介导，而非ERBB2。EGF信号网络通过配体冗余性和受体特异性方式参与EHBD损伤后再生，为胆管疾病和胆管癌的靶向治疗提供了理论依据。该研究填补了EHBD再生机制中EGF信号通路的空白，强调了其在胆管修复中的上下文特异性作用。