肝脏,是人体重要器官之一,对于维持人体机能的正常运转起到了至关重要的作用。更重要的是,肝脏是人体为数不多的具有再生能力的器官。但在过去很长一段时间内,科学家们对于肝脏是如何实现动态平衡以及自身再生并不太了解。
再生医学网获悉,近日,科学家发现RSPO-LGR4/5-ZNRF3/RNF43模块在肝脏动态平衡、再生和疾病中起到了十分关键的作用。
肝脏动态平衡
肝细胞根据它们在不同小叶区的位置,在门脉中心血流旁完成互补的任务。这种带状结构对于营养物质和外源物质的正确新陈代谢,以及各种蛋白质的生产和循环都是至关重要的。代谢性肝脏分区是在出生后早期发育期间建立的,并由中心门脉Wnt/β-catenin活性梯度、肝脏氧梯度和合作途径维持。
Wnt/β-catenin信号通路的抑制抑制了中心周围代谢酶的表达,而门脉周围代谢酶的表达增加。相反,转基因途径的激活导致了相反的效果。与RSPO-LGR4/5-ZNRF3/RNF43模块在调节肝脏WNT/β-catenin信号转导中的重要作用一致,在出生后早期发育过程中,albcr介导的LGR4/5缺失已经破坏了小叶模式和代谢分区。
肝脏再生
PHX后,肝细胞可以重新进入细胞周期,以增殖和替代受损的肝细胞或丢失的肝脏质量。Wnt/β-catenin信号在PHX或其他几种急、慢性肝损伤后肝再生过程中对肝细胞增殖起重要作用。虽然谱系追踪和EdU标记实验表明,中心周AXIN2+/LGR5+肝细胞不具有增加的再生潜能,但在其他肝细胞脑区在损伤时可上调AXIN2/LGR5,使肝细胞按需增殖。
在PHX后,Wnt/β-catenin信号的门中波先于不同肝区的肝细胞增殖。一致地,在PHX后,LGR5首先在第1区上调,随后在AFP+肝细胞中跨其他肝区表达。LGR4/5缺失可损害PHX和DDC损伤后的肝细胞增殖,而注射RSPO可促进PHX后的肝再生。同样,AXIN2和LGR5在毒素诱导的肝损伤后上调,在与受损部位并列的肝细胞中,以及在通过代偿性肝细胞增殖支持再生的远处区域,AXIN2和LGR5表达上调。
肝病治疗
NASH与纤维化
肝纤维化是一种主要的健康负担,也是几种肝病的标志,包括非酒精性脂肪性肝炎(Nash)、病毒感染和药物或毒素诱导的肝损伤,并可进展为肝硬化和肝细胞癌(Hcc)。虽然已经证实NASH与代谢缺陷有关,但RSPO-LGR4/5-ZNRF3/RNF43模块的作用是有争议的。
虽然LGR4缺失通过AMPK诱导了能量状态依赖的胆固醇合成阻滞,但最近的一份预印本显示,在肝脏LGR4/5缺失的小鼠中,胆汁酸分泌受损,肝脏胆固醇增加,脂质稳态改变,并出现Nash样表型。
同样,Wnt/β-catenin信号在NASH中的作用也不清楚。虽然在高脂肪饮食中,活化的β-catenin转基因肝细胞特异性表达可诱导中心周脂肪变性,但其他研究表明,肝特异性WNT/β-catenin信号通路的丢失,而不是增加,促进了NAFLD和NASH。
RSPO-LGR4/5-ZNRF3/RNF43模块在促进肝脏Wnt/β-catenin活性中的关键作用表明其在大多数肝脏过程中的重要性,这些过程受Wnt/β-catenin信号调节。同样,在肝脏发育、动态平衡和分区、再生和疾病状况等方面的大多数研究也支持先前的报道,主要集中在Wnt/β-catenin途径的其他成分上。
将Rspo和Wnt配体的表达限制在受限的肝脏区域,从而在发育、区带和再生过程中引导Wnt/β-catenin信号转导的机制将是理解Rspo-LGR4/5-ZNRF3/RNF43模块如何控制这些过程的中心拼图。通过进一步研究LGR5+肝细胞及其在体内的可塑性,阐明肝脏类器官的组织干细胞潜能如何在体内转化为肝脏再生,可能有助于阐明围绕LGR5作为肝脏干细胞标记物的持续争论。
自再生医学问世以来,临床医学研究便正式驶入“快车道”。特别是随着干细胞技术的广泛应用,不仅开发出了许多效果理想的恶性疾病治疗方案,而且还帮助科学家能够更加深入地对人体器官进行研究。对此,
再生医学网表示,这或许就是再生医学的魅力之所在。
关键字:肝脏再生,肝脏,RSPO-LGR4模块,干细胞
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