3-肝脏再生
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肝细胞再生的研究与应用肝脏是人体最大的固体器官之一,其重要性不言而喻。
肝脏可以进行新陈代谢、合成蛋白质、制造胆汁、解毒等多种生理功能。
然而,由于不良生活方式和环境因素的影响,肝疾病愈发普遍。
肝细胞再生作为一种重要的治疗手段,正在被广泛研究和应用。
一、肝细胞再生的机制肝细胞再生指的是在肝损伤或部分肝切除后,肝脏能够通过肝细胞再生来恢复正常函数。
肝细胞的再生能力是肝脏疾病治疗的基础。
肝细胞的再生过程主要分为两个阶段:1. 初始阶段:在肝损伤后,肝脏细胞会进入G0期,这时它们停止分裂。
接着,肝脏内的胆管上状细胞会被刺激分裂,释放出生长因子,并促进周围肝脏细胞开始分裂。
2. 扩增阶段:肝脏细胞开始快速分裂,其中有一些分化为肝细胞,恢复肝脏的正常功能。
二、肝细胞再生在临床应用中的意义肝细胞再生在现代医学中的意义不言而喻。
在肝癌切除术后的肝细胞再生过程中,患者的存活率呈现出非常明显的增长趋势。
这个趋势更明显地体现在定义较为精确的早期肝细胞癌中,切除癌症的肝组织不会妨碍肝脏的正常功能。
在肝脏损伤、自身免疫性肝病、感染等多种肝脏疾病的治疗中也有很好的应用潜力。
三、肝细胞再生的新型研究随着科技的不断发展,人们的研究越来越复杂和细致。
肝细胞再生的研究亦然。
新型的研究通常可以分为两个部分:1. 细胞生物学和基础研究:肝脏细胞培养、肝脏干细胞研究以及肝细胞和肝基质的交互作用等领域。
通过这些研究可以精确地瞭解肝细胞再生的机理,为临床应用提供更多的依据。
2. 临床前研究:包括实验证据以及临床治疗的费用效益研究等。
通过这些研究可以为肝疾病的治疗提供更多现实、实用的方法。
四、肝细胞再生的问题和未来在进行肝细胞再生治疗时,还会遇到一些问题。
例如:肝细胞再生速率的快慢取决于肝损伤的严重程度;如果肝细胞再生过度,可能会导致肝癌等并发症的发生。
我们可以看出肝细胞再生研究和应用在未来仍然具有很大的发展潜力。
科学家们将继续努力,以研究更复杂的生理机制,包括基因组学、表观基因组学等研究方法,开发出更好的肝疾病治疗方法。
肝脏细胞再生能力的研究报告摘要:本研究旨在探讨肝脏细胞再生能力的机制和调控因素。
通过对肝脏细胞再生的相关研究进行综述,我们发现肝脏细胞再生是一个复杂而精确的过程,受到多种内外因素的调控。
研究结果表明,肝脏细胞再生能力的研究对于肝脏疾病的治疗和再生医学的发展具有重要意义。
1. 引言肝脏是人体最重要的器官之一,具有强大的再生能力。
肝脏细胞再生是指在肝脏损伤或切除后,肝脏能够通过细胞增殖和再生来恢复其结构和功能。
了解肝脏细胞再生的机制和调控因素对于治疗肝脏疾病和促进再生医学的发展具有重要意义。
2. 肝脏细胞再生的机制肝脏细胞再生主要通过细胞增殖和细胞分化来实现。
在肝脏损伤后,肝脏中的干细胞和肝细胞会开始增殖,形成肝脏再生结节。
这些再生结节中的细胞会逐渐分化为肝细胞,从而恢复肝脏的功能。
研究发现,多种信号通路和生长因子参与了肝脏细胞再生的调控,如Wnt/β-catenin、HGF/c-Met和Notch等。
3. 肝脏细胞再生的调控因素肝脏细胞再生的调控受到多种内外因素的影响。
内因素包括遗传因素、细胞周期调控和表观遗传学修饰等。
外因素包括肝脏损伤的类型和程度、肝脏微环境的变化以及体内激素水平的变化等。
研究发现,一些药物和生物活性物质也可以调节肝脏细胞再生,如肝生长因子和转化生长因子β等。
4. 肝脏细胞再生与肝脏疾病肝脏细胞再生的异常与多种肝脏疾病的发生和发展密切相关。
在肝炎、肝硬化和肝癌等疾病中,肝脏细胞再生能力受到不同程度的损害,导致肝脏功能障碍和结构改变。
因此,研究肝脏细胞再生的机制和调控因素对于治疗肝脏疾病具有重要意义。
5. 肝脏细胞再生与再生医学肝脏细胞再生的研究不仅对于治疗肝脏疾病具有重要意义,还对于再生医学的发展具有重要启示。
通过了解肝脏细胞再生的机制,可以为其他器官的再生研究提供借鉴和指导。
此外,通过调控肝脏细胞再生的相关因素,可以促进肝脏再生医学的发展,为肝脏疾病的治疗提供新的策略和方法。
肝细胞再生与代谢的调控机制研究肝脏是人体最重要的器官之一,它扮演着体内代谢和解毒的中心角色。
肝细胞是肝脏中最主要的细胞类型,其再生和代谢的调控机制已成为研究领域中备受关注的话题。
本文将围绕肝细胞再生和代谢的调控机制展开深入的探讨和分析。
一、肝细胞再生的机制肝脏受到各种因素的伤害时,肝细胞开始一系列的再生过程。
肝细胞再生主要从三个方面进行:增殖、分化和功能恢复。
具体来说,肝细胞再生的机制主要有以下几个方面:1.细胞周期的重启:肝细胞再生的第一步是细胞周期的重启。
在肝损伤过程中,增生信号通过可溶性因子和细胞-细胞相互作用途径传递,以促进肝细胞进入增殖周期。
在增殖周期中,细胞开始多次进行有丝分裂,从而产生更多的肝细胞。
2.增殖信号的激活:肝细胞在收到增殖信号后,会促进细胞周期的进展和细胞增殖。
增殖信号可以通过各种激素、细胞因子或分子信号递质来传递。
这些信号可以通过细胞内和细胞外信号途径激活细胞增殖途径,进而启动肝细胞的分裂过程。
3.基质调节和细胞分化:在细胞分裂后,肝细胞需要进一步分化成不同的细胞类型,以恢复其功能。
这个过程可以通过对生长因子、转录因子以及其他参与分化和调节程序的分子进行研究来了解。
二、肝细胞代谢的调控机制除了再生机制,肝细胞还负责多种代谢活动。
肝细胞对体内代谢的调节机制主要涉及氧化磷酸化、葡萄糖代谢、脂肪代谢等方面。
1.氧化磷酸化:氧化磷酸化是肝细胞不可缺少的能量代谢过程。
通过将食物中的糖类和脂肪酸在线粒体内转化为ATP,肝细胞为身体提供必要的能量。
而线粒体功能障碍将导致ATP生成不足和能量代谢障碍,进而引发多种疾病。
2.葡萄糖代谢:葡萄糖代谢是肝细胞最重要的代谢功能之一。
当体内血糖水平升高时,肝脏通过释放胰岛素和糖分解酶来调控葡萄糖代谢。
同时,肝脏还可以将多余的葡萄糖合成为葡萄糖原,以储存体内的能量。
3.脂肪代谢:肝细胞在脂肪代谢方面也发挥着重要的作用。
肝细胞通过将脂肪酸、胆固醇等细胞外物质导入细胞内,经过代谢合成脂质颗粒,最终被释放到系统循环中。
肝脏再生研究进展肝脏是人体最重要的器官之一,具有重要的代谢、排毒和合成功能。
然而,在某些疾病或外伤等情况下,肝脏的功能可能会受到损害。
因此,研究肝脏再生的机制是非常重要的。
肝脏再生是指在肝脏损伤或细胞死亡的情况下,其细胞可以通过分裂、增殖和再生来重新建立起肝脏的功能。
近年来,对肝脏再生机制的研究取得了很大进展。
肝细胞增殖是肝脏再生的关键过程之一。
研究发现,在肝损伤后,肝细胞立即进入细胞周期的G0期,并在3-7天内开始分裂增殖。
这主要是通过细胞因子和生长调节因子的作用来触发的。
其中,肝细胞生长因子(HGF)和表皮生长因子(EGF)是最为重要的因子之一。
这些因子可以刺激肝细胞从G0期转移到DNA合成期,并进一步刺激细胞分裂。
另外,研究还发现,肝脏再生的过程中,非肝细胞也可以参与其中。
这些细胞包括肝星状细胞、血管内皮细胞、间充质干细胞等。
例如,肝星状细胞能够分泌促进肝再生的生长因子,血管内皮细胞可以为肝脏提供充足的血液供应,间充质干细胞则可以分化为肝细胞,参与肝再生过程。
此外,肝脏再生还与一些许多信号通路有关。
例如,Wnt/β-catenin、Notch、Hippo 和TGF-β等信号通路在肝脏再生中起着重要作用。
在肝损伤后,这些信号通路会被激活,进而调节肝细胞增殖、分化和生长。
随着研究的不断深入,肝脏再生已经成为治疗肝病的一个重要方向。
一些手段已经被开发出来,用于促进肝脏再生。
例如,通过注射肝细胞生长因子、植入干细胞等方法,可以有效地促进肝细胞的增殖和再生。
这些方法已经被广泛应用于临床治疗中。
总之,肝脏再生是一项复杂的生物学过程,其机制还有待深入研究。
未来,我们可以利用这些机制,开发更加有效的治疗方法,为治疗肝病提供新的思路和方向。
人类肝脏再生技术的研究与应用肝脏是人体最重要的器官之一,肝脏疾病已经成为全球性的严峻问题。
每年因肝病导致死亡的人数约在200万以上。
传统的肝脏疾病治疗方式有限,大多以药物为主,但往往治疗效果不理想。
近年来,人类肝脏再生技术开始引起科学界的关注,这项技术被认为可能解决传统肝脏疾病治疗方式的瓶颈。
要了解人类肝脏再生技术,首先我们需要了解肝脏的生理结构。
肝脏是人体的代谢中心,它被称为化学工厂。
它可以合成人体所需的多种物质,如合成蛋白质,制造胆汁等。
同时它还可以分解和代谢人体代谢产物和毒素,保持人体内环境的平衡。
但人体肝脏往往也是易受损伤的器官。
长期酗酒,乙型肝炎等疾病都可能导致肝脏受损,进而引发肝病。
肝脏再生技术凭借其惊人的再生能力,为传统肝病治疗方式带来了新的可能。
肝脏再生技术是指在人体内实现新的肝脏细胞再生和肝脏再生过程的一种医疗手段。
该技术针对严重肝病患者可以进行肝细胞移植和肝脏切除再生,使患者获得新的肝脏细胞,从而恢复肝脏功能。
肝脏再生技术最成功的例子是肝细胞移植治疗。
肝移植是一种目前已经成功实行的技术,它可以将新的肝脏细胞移植到患者的身体,使患者重新获得肝脏功能。
但肝脏移植手术为复杂的手术,需要患者定期服用抗排异药物,否则会出现移植物排异等问题,同时患者需要等待等待合适肝源,通常需要等待数年之久。
这限制了肝移植的应用范围和效率。
为了解决肝移植的问题,科学家都试图寻找其他可以替代肝细胞的再生材料。
例如通过干细胞的技术,可以培育出人类体内未分化的干细胞,将其进一步培育成成熟的肝细胞,进而使患者获得新的肝脏细胞,从而恢复肝功能。
但干细胞培育需要时间和精细的操作,且方案的治疗效果目前还存在争议。
除了干细胞技术外,相应的肝脏再生机制也在被研究。
肝细胞死亡之后,其周围的肝细胞会重新分化,填补缺失的肝细胞。
但肝的再生能力有限,随着年龄增长,肝再生的能力也会逐渐减退,因此更好的肝再生治疗方案需要进一步研发。
肝脏再生名词解释
肝脏再生是指肝脏在受到损害或切除后能够自我修复并恢复其功能的过程。
肝脏的再生能力很强,在允许范围内切除肝脏可以再生恢复其功能,这在无肝硬化的患者中切除肝脏70%,有肝硬化的患者切除肝脏50%以内,肝脏均能顺利再生,不会造成肝功能异常以及肝衰竭。
肝脏再生涉及多种实质细胞和非实质细胞的相互作用,这些细胞对提供启动、繁殖和终止肝再生的多种信号因子非常重要。
研究发现,细胞核中Arid1a蛋白调控肝细胞的“再生基因”处于待命状态,从而让肝细胞能够更迅速地响应受损信号,激活再生程序。
同时,研究也揭示了肝细胞逆生长的分子基础,为药物治疗肝脏损伤提供了新思路。
此外,新开发的ProTracer技术可以广泛应用于不同组织器官细胞增殖的检测。
动物模型,如化学损伤模型是研究肝再生的重要基础。
人类与啮齿动物的肝再生具有相似性,常用啮齿动物模型。
这些研究结果为肝损伤相关疾病的治疗研究提供了新的方向。
肝脏再生医学与肝病治疗新进展随着科技的不断进步和对人体器官的深入研究,肝脏再生医学和肝病治疗取得了许多令人振奋的新进展。
本文将从细胞治疗、基因编辑、干细胞应用以及器官再生等方面探讨这些新的发现,并分析其在未来对于肝脏修复与肝病治疗的影响。
一、细胞治疗——改写受损基因近年来,基因编辑技术的快速发展为肝脏再生提供了全新的可能性。
通过使用CRISPR-Cas9等工具,科学家们能够精确地定位并编辑人类基因组中与特定遗传性肝病相关的突变点。
实验数据显示,在小鼠模型中,基因编辑成功修复了部分重要遗传性肝炎和代谢相关性肝脏疾患。
此外,在初步实验阶段,科学家还利用个体体内已有资源进行有效治疗。
例如,他们在体内诱导成体细胞重新转化为多能干细胞(iPSCs),并通过进一步诱导使这些细胞分化为肝脏功能细胞。
这项技术不仅可以消除供体器官的需求,还可避免由于移植引起的排异反应。
然而,尽管这些技术在实验室环境中已取得了显著的突破,但它们与广泛应用之间尚存在距离。
基因编辑在人体内部的准确性和安全性依然需要进一步验证,并且大规模制备和有效传递基因修饰工具仍面临挑战。
二、干细胞应用——开启再生之门干细胞作为可分化为多种类型细胞的前体细胞,被广泛视为肝再生治疗潜在候选者。
近年来,多个研究团队利用干细胞成功地分化出具有肝脏特征和功能的肝细胞。
通过向体外培养提供适当环境条件,科学家们通过改变培养方法和添加指定因子,将干细胞成功转变为类似于正常肝脏功能的终末分化状态。
对于这方面的研究许多问题有待解决,比如如何维持干细胞的自我更新和增殖能力、如何高效地将干细胞分化为特定功能细胞等。
此外,还需要克服移植后产生肿瘤或出现排异反应等安全性问题。
三、器官再生——帮助病人重返健康当可用的治疗方法无法满足患者需求时,器官再生是一种理想的选择。
近年来,在动物模型中不断涌现的成功实验表明了器官再生领域的巨大潜力。
肝脏组织工程学,即通过细胞和生物材料构建人工肝脏,在临床试验中已显示出良好效果。
肝脏再生研究进展肝脏是一个具有重要代谢、解毒、合成和储存功能的器官,但肝细胞损伤或死亡导致肝功能受损,而这也是临床上常见的疾病之一。
传统的肝移植手术虽然对于严重肝疾患者来说是一项有效的治疗方法,但是由于器官短缺和手术风险大,许多患者不能够得到手术治疗。
因此,肝脏再生治疗成为了一个备受研究和关注的领域。
肝脏再生治疗指利用机体自身肝细胞的增殖和功能修复,以达到恢复肝脏功能的目的。
肝细胞具有很强的再生能力,但在肝损伤过度或病程长时间时,肝细胞的再生能力会受到限制,从而导致严重的肝损伤。
肝脏再生治疗的主要研究方向是如何提高肝再生能力,从而达到治疗肝疾病的目的。
在肝脏再生治疗研究中,干细胞治疗是一个备受关注的热点。
干细胞可以自我复制和分化为不同类型的细胞,包括肝细胞。
其中,胚胎干细胞和诱导多能干细胞是最为重要的两类干细胞类型。
胚胎干细胞可以分化为肝细胞,但由于其种植后可能会导致异种感染和免疫排异反应等伦理和安全问题,因此胚胎干细胞在临床上的应用存在严格限制。
而诱导多能干细胞可以从成体细胞中重编程,分化成为各类细胞类型,包括肝细胞。
因此,诱导多能干细胞在肝脏再生治疗中具有更广泛的潜力。
此外,肝细胞外泌体的研究也引起了广泛的关注。
肝细胞外泌体是由肝细胞分泌出来的细胞外囊泡,包含了多种具有生物学活性的物质,如蛋白质、核酸、脂质等。
外泌体具有调节细胞命运、增殖、凋亡和免疫调节等生物学效应。
肝细胞外泌体治疗可以通过增加肝细胞外泌体的数量和提高其质量来促进肝细胞再生和功能修复。
值得一提的是,近年来基因编辑技术在肝脏再生治疗中的应用也呈现出了快速的发展。
基因编辑技术包括CRISPR-Cas9、ZFN和TALEN等,可以精确地切割和修改靶基因。
这些技术可以用于修复或更改与肝功能相关的基因,从而促进肝细胞再生和功能修复,为临床肝脏再生治疗提供新的可能。
总的来说,肝脏再生治疗是一个广泛的研究领域,其研究方法包括干细胞治疗、肝细胞外泌体治疗和基因编辑等。
肝细胞的再生和移植肝脏是人体中最重要的器官之一,负责许多关键的生理功能,如产生胆汁、清除毒素和代谢药物等。
肝脏也是唯一能够再生的脏器之一,但是当肝细胞受损过多时,它的再生功能也会受到限制。
近年来,科学家们对肝细胞再生和移植等方面的研究取得了很多进展,这些成果将有助于治疗肝脏疾病和挽救危及生命的患者。
肝细胞的再生当肝脏受到损伤或感染时,肝细胞会开始自我修复和再生。
肝细胞有能力重新开始分裂,从而填补受损的部位。
与其他器官不同的是,肝细胞能够再生得比较快,甚至可以在几天内完全恢复。
这种再生过程被称为“再生反应”。
肝细胞再生的启动机制是多方面的,其中最重要的是前列腺素E2和肝细胞生长因子。
这些化学物质能够激活信号通路,导致肝细胞开始分裂并组成新的组织。
在某些情况下,肝细胞再生会导致肝癌的发展。
因此,很多研究正在探索肝细胞再生的调节机制。
对于疾病严重的肝脏患者,肝移植可能是唯一的治疗方法。
然而,移植可能面临供体短缺和排异反应等问题,因此科学家们正在研究如何利用肝细胞再生的能力来治疗肝脏疾病。
肝细胞移植肝移植是指将新的肝脏组织移植到受损的肝脏中,以取代无法维持正常生理功能的肝脏。
由于肝脏对人体生理功能的重要性,肝移植是非常重要的手术,可以挽救大量肝脏疾病患者的生命。
然而,在手术中,供体肝脏和受体肝脏之间的兼容性仍然是一个难题。
由于肝细胞具有再生的能力,一些研究人员开始试图研究是否可以通过肝细胞移植来治疗肝脏疾病。
肝细胞移植是指将捐赠者肝脏细胞移植到患者体内,以补充新的肝脏细胞。
这种方法的优点是没有供体的限制,可以在患者身上进行,而且相对于整个肝脏的移植,这种方法更容易被受体肝脏所接受。
肝细胞移植的主要问题是保证肝细胞的正常生存和再生。
因为肝细胞具有特殊的功能和代谢途径,因此不能随便将肝细胞移植到患者体内。
一些研究表明,在合适的条件下,肝细胞移植可以在肝脏切除修复和肝移植手术中得到应用。
结论肝细胞的再生和移植是治疗肝脏疾病的两种方法,这些方法都在很多方面具有重要的优势和挑战。
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2023, 13(6), 10088-10094 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/acm https:///10.12677/acm.2023.1361411肝脏切除后肝脏再生的研究进展刘洪亮1,江竹筠2,隋笑捷3,孙传东1*1青岛大学附属医院,肝胆胰外科,山东 青岛 2青岛大学附属医院,胸外科,山东 青岛 3青岛大学附属医院,手术室,山东 青岛 收稿日期:2023年5月25日;录用日期:2023年6月20日;发布日期:2023年6月27日摘 要在肝胆外科领域中,对肝脏的切除是治疗肝脏良恶性疾病的有效手段。
过大范围的肝脏切除也增加了肝衰竭的风险,近些年来,大量体内体外实验研究了促进肝脏术后再生以预防小肝综合征和肝衰竭发生的方法,但与此同时,有研究结果表明,肝脏切除术后肝脏的再生也会促进肿瘤的生长从而激活隐匿病灶的复发,因此,如何权衡肝脏术后再生以及抑制肿瘤复发两者之间的关系,成为目前肝胆外科一个亟待解决的问题。
本文就从肝再生的典型模型、肝脏再生的机制、肝再生与肿瘤复发的关系三个方面对肝再生的研究进展做一综述。
关键词肝脏切除,肝再生,肿瘤复发,综述Research Progress in Liver Regeneration after Liver ResectionHongliang Liu 1, Zhuyun Jiang 2, Xiaojie Sui 3, Chuandong Sun 1*1Hepatobiliary and Pancreatic Surgery Department of Qingdao University Affiliated Hospital, Qingdao Shandong 2Thoracic Surgery Department, Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao Shandong 3Operating Room of Qingdao University Affiliated Hospital, Qingdao Shandong Received: May 25th , 2023; accepted: Jun. 20th , 2023; published: Jun. 27th , 2023AbstractIn the field of hepatobiliary surgery, liver resection is an effective method for treating benign and *通讯作者。
肝脏再生ANNA MAE DIEHL重要观念●肝脏是成年人体内唯一的在损伤后具有明显再生能力的重要器官。
遗憾的是,这种再生反应常常被干扰,或者难于发生,或者以一种无序的或不完全的方式再生。
肝脏再生异常对暴发性肝衰竭、肝硬化及肝癌的病理发生过程起促进作用。
●一般而言,肝脏再生的启动是由于肝损伤后肝脏微环境发生改变,增强了对即将死亡的受损细胞的清除和对损伤较轻细胞的修复,以及通过存活细胞的增殖来取代死亡细胞。
●针对促进肝脏再生的细胞内外信号系统的研究,提示如何将有害的肝脏微环境转变成有利于其再生的微环境,从而能够预防肝硬化的发生,减少对肝移植的需求。
在许多不同类型的肝损伤发生后,肝脏再生是一非常明显的过程,这种再生可以使肝脏的框架结构和组织特异性功能得到完全恢复(1)。
肝脏再生发生于肝脏细胞增殖代替已死的亡的肝脏细胞时。
成年人肝脏这种巨大的再生能力明显区别于体内其它重要器官,这些器官的再生能力相当有限。
在健康成年人的肝脏中,每天会有一些肝细胞发生程序性化死亡,即凋亡,因此除了参与损伤肝脏的修复之外,肝脏再生还是维持肝脏存活所必需的。
如果凋亡细胞不被取代,肝脏将逐渐萎缩。
肝脏体积保持恒定是因为死亡细胞被一些存活细胞的增殖所取代。
最终肝脏体积的大小取决于肝细胞增殖与死亡之间的比率。
但肝脏损伤后,由于坏死及凋亡增加,致使肝细胞死亡速率增加。
这种损伤启动了肝脏的增殖反应,最终使肝脏恢复到原有的健康状态。
在再生过程中,为了恢复组织的完整性,需要平衡肝脏重建的几种细胞群,如肝细胞、胆管上皮细胞、内皮细胞、星状细胞、淋巴细胞、巨噬细胞以及支持上述细胞的细胞外基质。
在过去的30多年中,对肝脏再生调节机制已经有了相当多的了解,这些知识为各种肝脏疾病提供了新的治疗策略。
健康成人保持肝脏体积的机制总结相关机制见表3.1。
肝脏祖细胞介导下的连续复活肝脏祖细胞(即干细胞)在维持健康肝脏体积中的作用一直以来是争论的焦点,争论之所以激烈原因在于至今未能确定肝脏干细胞的特有标志物(2),因此得到确认的此类细胞数量有限。
一般认为这些细胞包括靠近门脉三联处的小型卵圆细胞(3),这种卵圆形的细胞群可能是异质性的,包含一组属于肝脏族系的相对大量的细胞,这些细胞可分化为肝细胞、胆管上皮细胞以及一个多潜能的细胞亚群,此亚群中的细胞含有少数真正的干细胞,它们可分化为上皮细胞(例如,肝脏及胰腺上皮细胞)或者血液生成细胞的细胞组群(4)。
正常健康成年人的肝脏具有极低的增殖指数(在任何时点上复制其DNA的肝细胞不足1:1000个)(5),因此认为只有相对少的祖细胞定位于该处。
然而,来源于成人骨髓的干细胞能定位于成年受体的肝脏中(6),并分化为肝细胞(7),为肝脏祖细胞在成年人体中持续存在提供了证据。
这些细胞产生于骨髓,或者只是通过血液循环途经骨髓(8)。
这表明存在于成年肝脏内的少量干细胞可能不断地通过骨髓内的干细胞池得以补充和更新。
然而,对于促使干细胞向肝脏募集的信号,以及诱导其扩增、继而分化的因子了解甚少。
表3.1 健康成人保持肝脏体积的机制肝脏祖细胞的不断复活骨髓起源的多能干细胞定位于肝脏分化为肝脏祖细胞幼稚的肝细胞及胆管细胞的扩增成熟肝细胞的复制受门静脉因素调控可想而知,在胚胎生成时规定成为肝细胞系的一些机制也同样可以调控成人肝脏中祖细胞的分化。
在胚胎发育过程中,肝细胞祖细胞来源于前肠腹侧的内胚层( foregut ventral endoderm),而胰腺的腹侧也同样起源于此。
来源于心脏间叶细胞的信号如纤维母细胞生长因子可以诱导其它一些可溶性因子的释放,包括sonic hedgehog(Shh蛋白),后者与位于内胚层的双向潜能干细胞上的受体相互作用,抑制胰腺分化,同时诱导肝细胞系生成(9)。
在小鼠胚胎发育过程中,属于肝脏的祖细胞出现于第8天左右。
通常当胚胎发育到12.5天时,包含有大量肝脏及造血祖细胞的肝芽已发育完全(10)。
对小鼠胚胎细胞进行基因操作可确定调控肝脏祖细胞扩增及其向成熟肝细胞分化的特异性因子。
例如,这项技术已显示肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)及其受体c-met对于肝脏生长是必需的,因为其中任何一个基因被破坏,胚胎将缺少正常的肝芽,并死于胎儿期的第9到12.5天之间(11-13)。
相似的研究结果提示,一般性的存活机制对于此期肝脏生成中祖细胞池的扩增也是必需的。
通过阻断小鼠广泛表达的各种编码应激活化蛋白激酶的基因(如MKK4、SEK-1、raf-1及IKKβ)(14-18)、NEMO/IKKγ(IκB激酶复合物中的一种非催化成分),以及调节凋亡的转录因子(如c-jun、NFκB p65[RelA]、MTF-1及XBP-1)等(19-22),会使肝脏发育停滞。
阻断肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)(23)或TNF受体1(24)的基因可恢复Rel A缺失胚胎中肝脏的发生。
此发现显示,肝脏祖细胞生成过程中的扩增需要避开TNF-α所介导的凋亡反应。
这些发现具有特别的相关之处,因为即便TNF-α可以引起生后多种肝脏损伤,但是它在启动部分肝切除术(partial hepatectomy, PH)后的肝脏再生反应中也起关键性作用(参见后文)。
通过基因破坏(gene disruption)的研究也试图阐明调节胎儿肝脏中不同类型祖细胞分化成新生儿肝脏中的不同细胞群(包括免疫系统的细胞成分)的机制。
这项工作很可能为了解由先天性免疫反应所控制的成年人肝脏疾患(如慢性肝炎)提供有价值的信息。
其结果也可用于解释为什么各种类型的慢性肝脏疾病伴有全血细胞减少。
例如,破坏小鼠Hex基因可以引起由于肝脏生成障碍导致的胚胎死亡。
在Hex+/-异质结合体中单核细胞生成障碍,提示这因子在肝细胞祖细胞及单核细胞祖细胞分化过程中均起主要作用(25)。
基于新生儿的肝脏是具有造血能力的器官(26)及骨髓起源的干细胞能够在成年小鼠和人类(7)中分化成肝细胞,因此就需要更好地了解Hex及其调节因素。
成熟肝细胞的复制健康成年肝脏中成熟肝细胞的低增殖指数与其低的肝细胞凋亡率相匹配。
健康人肝小叶中存在肝细胞DNA的合成梯度,门脉周围的肝细胞具有最高的增殖指数,靠近中央静脉处的肝细胞则最低(1,5)。
一些研究者提出,门脉周围干细胞老化过程中出现的增殖活力的进行性下降驱动由门脉到中央静脉的DNA合成梯度的形成(27-30)。
另一些学者则提出异议,他们认为从门静脉系统到中央静脉的可溶的肠源性肝脏营养因子的梯度变化,对成熟肝细胞增殖区域性分布的形成起主要作用(31,32)。
有证据显示,肝脏祖细胞可以分布于整个肝小叶,并非仅集聚于门脉周围(33,34),这给正在进行的争论火上加油。
此外,脾脏的骨髓样环境可以存储肝脏祖细胞,同时可将这些前体细胞通过门脉血流源源不断地送至肝脏。
无论如何,门静脉因子(可溶性的或细胞性的)作为日常肝细胞增殖活性的调节因素,已被阻断门静脉血流肝脏将会萎缩的现象所证实(31,32,35,36)。
另外,肝细胞增殖在一天中有波动,餐后入肝的门静脉血流增加时,增殖最为明显(37,38)。
损伤后肝脏体积恢复的机理对相关机制的总结见表3.2表3.2. 损伤后肝脏体积恢复的一般机理肝细胞增生成熟肝细胞肝脏祖细胞肝细胞肥大肝细胞增生成熟肝细胞的增生由于成熟的肝细胞(已分化的肝细胞)在肝脏部分切除达70%或者各种肝脏毒性物质的作用后,其DNA合成及有丝分裂明显增加,因此认为当成年肝细胞受到此类“挑战”时,可以发生增殖反应(1)。
然而尽管历经数十年的研究,成熟肝细胞最终的增殖能力仍不清楚。
健康肝脏中大多数成熟的肝细胞合成DNA并不活跃。
对成年肝脏中生长相关基因表达深入分析显示,多数成年肝细胞已退出细胞增殖期,其生命中的大多数时间处于静止期(G0)。
问题是这些细胞能否再次进入细胞周期并进行复制。
为回答上述问题,已经采用了多种方法包括成熟肝细胞的分离及原代培养。
在有生长因子的培养液中,成熟肝细胞可上调复制前基因(如c-jun基因),并合成DNA,但是肝细胞的增殖不佳,假如亦表现有增殖的话(39)。
然而,体外实验中肝细胞的低增殖能力,可能仅仅是由于复杂的分离步骤和培养条件欠佳人为造成的一种假象(40-44)。
另外的一些实验方法,例如应用大鼠肝细胞做移植试验,显示成熟肝细胞在体内依然保持着相当的增殖能力。
在一项研究中,从成熟供肝中分离出肝细胞,标记后移植到受体大鼠的一个肝叶中,而此前其它肝叶的门静脉均被结扎(45)。
去门脉血流的肝段退化,但最终整个受体肝脏的体积可由供体肝细胞而得到恢复。
根据移植肝细胞的数目,作者得出单一的肝细胞至少可以分裂34次,产生1.7×1010个子细胞。
这意味着着大鼠的一个肝细胞具有克隆产生50个成熟大鼠肝脏的潜力。
然而,不能排除用于此项研究中的供体肝脏细胞可能含有一种或两种多能干细胞的可能性。
也许对成熟肝细胞增殖能力最古老且最被广泛接受的论断是,对成年肝脏行部分肝切除术后,剩余可以再生(46)。
的确,关于普罗米修斯的古希腊神话中反复提到肝脏具有当其部分被取掉后再生恢复的能力。
部分肝切除后的肝脏再生与临床肝切除、肝外伤、肿瘤外科、劈离式肝移植及活体肝移植术后病人的康复有密切的关系。
通过对大鼠部分肝切除术后肝脏再生过程的研究,可了解到许多人类肝脏正常再生的可能调节机制。
对此将在后续章节中讨论。
干细胞增生近5年来的许多研究显示,肝脏祖细胞持续地存在于成年机体内。
其中一些研究表明在某些条件下,这些细胞使受损的肝脏再生。
例如,用药物预先抑制相对成熟肝细胞的增殖后行肝脏部分切除术,发现正常小卵圆细胞家族中的一些细胞(定位于肝脏中的祖细胞)可使剩余肝脏增殖并重新构建(47-49)。
这个发现提示即使是在成年机体中,肝脏祖细胞的再生能力也是巨大的。
最近Grompe研究小组对此也提供了更为肯定的证据。
这些研究者通过将健康野生型供体的骨髓干细胞移植给FAH敲除小鼠(一种酪氨酸血症模型),能够使受到致命性毁损的肝脏达到完全再生(7)。
这些结果使肝脏再生研究者的思维发生了革命性的变化,为探索肝脏再生开辟了新的道路。
因此,必须对慢性肝脏疾病中内源性干细胞的作用,以及通过干细胞移植治疗急慢性肝脏损伤的实用性等重要问题进行更为专注的研究。
肝细胞肥大肝细胞的增大(肥大)存在于许多肝脏疾病中。
来自Thorgeirsson研究小组(50)的报告显示,肝细胞肥大常发生于肝脏增殖受限时,是恢复肝脏体积的一种代偿机制。
用地塞米松或5-氟尿嘧啶抑制肝细胞增殖后,对这种大鼠行PH,肝脏可恢复原有的体积,而未发现肝脏DNA的诱导合成。
肝脏体积的恢复主要依赖于门脉周围肝细胞的增大/肥大。