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研究人员确定通过触摸调节肝脏再生的细胞类型

从亚里士多德时代起,人们就知道人类肝脏在身体任何器官中具有最大的再生能力,甚至可以从 70% 的截肢中再生,这使得活体供体移植成为可能。尽管肝脏在受伤后完全再生,但调节如何激活或停止该过程以及何时终止再生的机制仍然未知。位于德累斯顿(德国)的马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)、Gurdon 研究所(英国剑桥)和剑桥大学(生物化学系)的研究人员现在发现,一种调节细胞类型——间充质细胞——可以激活或停止肝脏再生。间充质细胞通过它们与再生细胞(上皮细胞)建立的接触数量来做到这一点。这项研究表明,再生过程中的错误可能导致癌症或慢性肝病,这是由两个人群之间的错误接触次数引起的。发表在期刊上的一篇论文中描述了这项工作2021 年 8 月 2 日的细胞干细胞。

成人肝细胞触发再生反应的分子机制在很大程度上仍然未知。欧洲约有 2900 万人患有慢性肝病,例如肝硬化或肝癌。它们是肝脏疾病发病率和死亡率的主要原因,全世界每年约有 200 万人死于肝脏疾病。目前,没有治愈方法,肝移植是肝衰竭的唯一治疗方法。因此,科学家们正在探索如何触发肝脏再生能力的新选择,作为恢复功能的替代方法。

微型肝脏的开发

德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究人员与剑桥大学格登研究所的同事一起研究成人肝脏再生的生物学原理。2013 年,Meritxell Huch 与 Hans Clevers 教授一起开发了第一个肝脏类器官——在实验室培养皿中由小鼠肝细胞生成的微型肝组织。研究人员甚至成功地将类器官移植到小鼠体内,使其能够执行肝功能。2015 年,他们成功地将这种肝脏类器官技术转移到来自人类肝脏活检的培养皿中培养人类肝脏,并于 2017 年开发了类似的人类肝癌系统.Huch 实验室一直位于剑桥大学的 Gurdon 研究所,直到 2019 年才搬到 MPI-CBG。

一个令人惊讶的、令人兴奋的观察

成人肝脏的两个主要功能细胞是肝细胞和导管细胞,它们执行肝脏的许多功能,导管细胞形成将胆汁输送到肠道的微小导管网络。它们与其他支持细胞(如血管或间充质细胞)协同工作。为了构建肝脏类器官,一开始研究人员只使用胆管的导管细胞。为了改进这个模型并使其更接近真实的肝脏,博士生 Lucía Cordero-Espinoza 和博士后研究员 Anna Dowbaj 计划构建一个更复杂的肝脏类器官,以更好地模拟成人肝组织的细胞相互作用和结构.为此,他们添加了肝间质——一种结缔组织的调节细胞,它支持胆管的管状结构。“我们将间充质细胞放在由导管细胞制成的类器官旁边,放在培养皿中,发现它们没有接触或连接,就像它们在天然组织中所做的那样,”Anna Dowbaj 说。研究人员联系了剑桥大学的 Florian Hollfelder,他知道一种方法可以将细胞结合在微小的凝胶中,使它们能够相遇并建立联系。Anna 继续说道:“我们很高兴看到我们的新的更复杂的类器官如何在培养皿中重现组织结构,因此我们决定研究细胞的行为并在显微镜下拍摄它们。令我们惊讶的是,我们看到了一个完全出乎意料的结果行为:组织(类器官)在与间充质细胞接触时收缩,但在没有接触的情况下生长。这种自相矛盾的行为非常引人注目,但可以帮助我们解释为什么组织在再生过程中增殖或停止增殖”。

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