斑马鱼生长高峰期胆管细胞通过mTORC1信号通路促进肝部分损伤后的肝细胞再生

本研究针对肝脏再生机制在快速生长期的差异性问题，通过建立两种斑马鱼部分肝损伤模型（遗传消融和部分肝切除术），结合单细胞转录组测序和谱系追踪技术，首次揭示了在生长高峰期胆管细胞（cholangiocytes）通过mTORC1信号通路介导的可塑性成为肝细胞再生的主要来源。该发现为儿童肝脏疾病的再生治疗提供了新思路，论文发表于《Nature Communications》。

　　

肝脏作为人体重要的代谢器官，具有惊人的再生能力。传统观点认为，轻微损伤时肝细胞通过自我复制完成修复，而严重损伤才会激活胆管细胞（cholangiocytes）向肝细胞的转分化。然而，这一范式主要基于成年动物的研究，在快速生长期的肝脏再生机制仍不清楚。比利时布鲁塞尔自由大学Sema Elif Eski等研究人员在《Nature Communications》发表的研究，通过建立斑马鱼生长高峰期的两种部分肝损伤模型，揭示了胆管细胞在快速生长阶段独特的再生贡献机制。

研究团队首先建立了"CellCousin"遗传系统，通过Cre/lox重组和硝基还原酶（NTR）介导的细胞消融技术，实现了对特定肝细胞亚群的可控消融。同时开发了斑马鱼幼虫部分肝切除术（PHx）模型，切除约17.3%的肝组织。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和her2/her9-CreERT2谱系追踪等技术，发现生长高峰期的斑马鱼肝脏中，胆管细胞表现出显著的增殖活性和转分化能力，成为新生肝细胞的主要来源。

研究结果部分：

1. 斑马鱼生长高峰期模型：发现6-11日龄斑马鱼肝脏经历快速生长期，肝细胞数量增加121%，将此阶段确立为研究窗口期。

2. CellCousin部分消融模型：建立新型遗传标记系统，实现50%肝细胞消融后，通过荧光标记区分残留肝细胞（H2B-mGL⁺
   ）和新生肝细胞（mTagBFP2⁺
   ）。

3. 胆管细胞来源验证：通过Tg(tp1:H2B-mCherry)标记Notch信号激活的胆管细胞，证实新生肝细胞（mTagBFP2⁺
   /H2B-mCherry⁺
   ）来源于胆管细胞转分化。

4. 部分肝切除术模型：建立10日龄斑马鱼左叶部分切除模型，发现损伤边缘形成高增殖区，胆管细胞增殖率（20.9%）显著高于肝细胞。

5. 单细胞转录组分析：揭示新生肝细胞呈现胆管细胞（anxa4⁺
   ）和肝细胞（fabp10a⁺
   ）标记共表达的过渡状态，最终获得成熟肝细胞特征。

6. 信号通路机制：发现幼虫期胆管细胞高表达mTORC1通路相关基因，免疫荧光证实pS6蛋白在幼虫期活跃，而在成年期沉默。雷帕霉素抑制mTORC1可显著减少新生肝细胞数量。

该研究突破了"仅严重损伤才需要胆管细胞参与再生"的传统认知，提出生长高峰期肝脏再生的新模式：当器官快速生长时，即使部分损伤也会优先激活胆管细胞的转分化潜能。这一发现为理解儿童肝脏再生障碍性疾病提供了新视角，mTORC1信号通路可能成为增强胆管细胞可塑性的治疗靶点。研究建立的斑马鱼部分肝损伤模型也为肝脏再生研究提供了重要工具。未来通过解析营养-mTORC1-胆管细胞可塑性的调控网络，或可开发出促进肝脏再生的干预策略。