研究人员通过触摸识别调节肝脏再生的细胞类型

从亚里士多德的时代,它已经知道人类肝脏有任何器官在体内最大的再生能力,能够再生甚至截肢70%,这使得活体移植。尽管肝脏再生完全损伤,调节的机制,如何启动或停止过程和再生终止时,仍然未知。马克斯普朗克研究所的研究员分子细胞生物学和遗传学(MPI-CBG)在德累斯顿(德国),古尔研究所(英国剑桥)和剑桥大学(生物化学部门)已经发现监管细胞type-mesenchymal细胞激活或停止肝脏再生。间充质细胞接触的数量他们建立再生细胞(上皮细胞)。这项研究表明,再生过程中的错误,从而引起癌症或慢性肝脏疾病,是由于错了这两个种群之间的联系。这项工作是在《华尔街日报》发表的一篇论文中描述细胞干细胞2021年8月2日。

成人肝脏的分子机制细胞引发再生反应在很大程度上仍未知。在欧洲大约有2900万人患有慢性肝脏疾病,如肝硬化或肝癌。他们是与肝脏疾病发病率和死亡率的主要原因占全世界每年约二百万人死亡。目前,没有治疗,肝移植是唯一的治疗肝衰竭。因此科学家正在探索新的选项如何引发肝脏的再生能力是一种另类的方式恢复功能。

发展mini-livers

马克斯普朗克研究所的研究员分子细胞生物学和遗传学在德累斯顿和剑桥大学的同事们一起古尔研究所研究成人的生物学原理肝再生。汉斯教授在2013年,Meritxell Huch一起聪明,开发了第一个肝脏organoids-miniature肝组织产生在培养皿中肝细胞在实验室老鼠。研究人员甚至成功地移植了瀑样到一只老鼠,它能够执行肝脏功能。2015年,他们成功地移植了肝脏瀑样技术在培养皿中生长人类肝脏从2017年的人类肝脏活检和他们从人类开发类似的系统肝癌。Huch实验室位于剑桥大学的古尔研究所MPI-CBG直到2019年,然后搬。

一个令人惊讶的,令人兴奋的观察

两个主要功能的成人肝细胞肝细胞,执行许多肝脏的功能,和导管细胞,形成网络的小导管输送胆汁肠。这些工作与其他支持细胞,如血管或间充质细胞。为构建肝瀑样,一开始研究人员只使用导管细胞的胆管。为了提高该模型,使其更类似于真正的肝,卢西亚Cordero-Espinoza博士生和博士后研究员安娜Dowbaj计划建立一个更好的更复杂的肝脏瀑样模仿成人肝脏的细胞间的相互作用和建筑组织。为他们增加了肝脏mesenchyme-a监管结缔组织的细胞类型,支持胆管的管状结构。“我们把旁边的间充质细胞瀑样,制成的导管细胞培养皿中,发现他们不接触或连接,像在本地组织“安娜Dowbaj说。剑桥大学的研究人员联系Florian Hollfelder,谁知道一个方法相结合,使细胞在凝胶,让他们满足,建立联系。安娜继续说:“我们很高兴看到我们的新的和更复杂的瀑样是在培养皿中关键技术组织架构,所以我们决定研究细胞的行为和他们在显微镜下拍摄的。令我们吃惊的是,我们看到了一个完全出乎意料的行为:组织和间质细胞(瀑样)缩小联系但增长没有联系人。这个矛盾的行为非常引人注目,但是可以帮助我们解释为什么组织扩散或停止这样做在再生过程中”。

少即是多,多即是少

在一个健康的肝脏,有一个定义的导管细胞和间质细胞之间的联系,它告诉导管细胞不要更多的自己和保持。一旦组织经历伤害,间充质细胞减少他们接触导管细胞的数量,所以他们可以把去修理损坏的地方。从他们的观察,研究人员得出结论,而不是绝对数量的细胞,细胞接触的数量,产生控制有多少细胞修复受损组织。太多的触动,间充质细胞意味着更少或没有新的导管细胞产生,和更少的触摸意味着会产生出更多的细胞。这一规定非常重要,因为当没有信号导管细胞停止繁殖自己修复组织,可能会有生产过剩,这可能导致癌症。

Meritxell Huch,监督的研究,总结道:“这是我们第一次能够使这些联系人可见我们首次证明它们的存在。我们这样做是因为我们的瀑样系统。尽管我们在培养皿中表现我们的实验,身体外的生活,我们认为相同的过程是发生在生物体。我们已经看到这在固定的时间点在damage-regenerative过程中,但迄今为止,我们无法观察到的生物体,因为技术是不可用的。虽然我们的研究集中在肝脏中的ductal-mesenchymal交互,我们可以想象,类似的机制发生在其他系统中细胞数量动态变化,如肺或乳房组织。当然,在遥远的未来,我们想创建一个肝瀑样细胞类型。用这样一个瀑样你可以测试药物,看看这些不仅影响再生细胞,而且他们的支持环境。但是,我们需要等到技术可用。”