Регенерация печени - Liver regeneration

Регенерация печени это процесс, с помощью которого печень способен заменить потерянную ткань печени из оставшейся ткани. Печень - единственная висцеральный орган который обладает способностью к регенерации.[1][2] Печень может восстанавливаться после хирургического удаления или после химической травмы.[3] Известно, что всего 51% исходной массы печени может восстановиться до своего полного размера.[2][4] Процесс регенерации у млекопитающих - это в основном компенсаторный рост, потому что заменяется только масса печени, но не форма.[5] Однако у низших видов, таких как рыба, размер и форма печени могут быть заменены.[6]

Механизм

Есть два события, при которых печень имеет способность к регенерации, одно - частичное гепатэктомия а другое существо повреждение печени токсинами или инфекцией (1). Описанные ниже процессы относятся к путям, запускаемым после частичной гепатэктомии.[7]

После частичной гепатэктомии процесс регенерации проходит в три этапа. Первая фаза - это фаза прайминга, на которой активируются сотни генов, которые подготавливают печень к регенерации. Эта фаза праймирования происходит в течение 0-5 часов после гепатэктомии и связана в основном с событиями, предшествующими вхождению в клеточный цикл, и гарантирует, что гепатоциты могут поддерживать свои гомеостатические функции.[7] Вторая фаза связана с активацией различных факторов роста, таких как EGFR (рецептор эпидермального фактора роста) и c-Met. Эти два фактора являются основными компонентами регенерации печени. Заключительная фаза связана с прекращением пролиферации TGF-β (трансформирующий фактор роста бета ).[8]

Сразу после гепатэктомии происходит активация множества сигнальных путей, запускающих процесс регенерации. Первое - это повышение активности урокиназы. Известно, что урокиназа активирует ремоделирование матрикса. Это ремоделирование вызывает высвобождение HGF (фактора роста печени), и из этого высвобождения теперь также может быть активирован c-Met. EGFR также активируется таким же образом, как c-Met, и эти два фактора роста играют важную роль в процессе регенерации. Эти процессы происходят вне гепатоцитов и заставляют печень восстанавливаться.[7] Как только эти процессы завершаются, гепатоциты могут проникать в печень, чтобы запустить процесс пролиферации. Это связано с тем, что существует связь между β-катенином (внутри гепатоцита) и факторами роста EGFR и c-Met (вне гепатоцита). Это сообщение может происходить из-за того, что β-катенин и Notch-1 перемещаются в ядро ​​гепатоцита примерно через 15-30 минут после гепатэктомии.[8] Присутствие этих двух белков увеличивает регенеративный ответ, а HGF и EGFR действуют как прямые митогены и могут вызывать сильный митогенный ответ для пролиферации гепатоцитов.[7]

После завершения процесса регенерации TGF-β останавливает пролиферацию, вызывая апоптоз.[8] TGFβ1 подавляет пролиферацию гепатоцитов, подавляя HGF. Как упоминалось выше, урокиназа активировала высвобождение HGF; следовательно, TGFβ1 также подавляет активность урокиназы. Этот процесс может вернуть гепатоциты в состояние покоя.[7]

Иногда гепатоциты не обладают способностью к размножению, и возможна альтернативная форма регенерации для восстановления печени. Это может происходить с помощью желчных эпителиальных клеток, обладающих способностью превращаться в гепатоциты, когда исходные гепатоциты имеют проблемы с пролиферацией.[7] Это связано с тем, что желчные клетки выполняют две функции: одна - нормальный транспорт желчи, а другая - становиться стволовыми клетками для гепатоцитов. То же самое происходит и наоборот, когда гепатоциты могут превращаться в желчные клетки, когда они не могут пролиферировать. Оба этих типа клеток являются факультативными стволовыми клетками друг для друга. Факультативные стволовые клетки изначально имеют одну судьбу, но при повреждении клетки другого типа могут функционировать как стволовая клетка. Эти два типа клеток могут восстанавливать ткань печени, даже если нормальный механизм регенерации печени не работает.[9]

Функция

Способность печени к регенерации имеет ключевое значение для печени. гомеостаз. Поскольку печень является основным местом детоксикации лекарств, она подвергается воздействию многих химических веществ в организме, которые потенциально могут вызвать гибель и повреждение клеток. Печень может регенерировать поврежденную ткань, тем самым предотвращая собственная неудача. Однако предсказатель истинной скорости регенерации печени зависит от того, Интерлейкин 6 имеет сверхэкспрессию.[10] Регенерация печени также имеет решающее значение для пациентов с заболеваниями печени, когда частичное удаление печени из-за фиброза или опухоли является обычным лечением, которое использует способность оставшейся печени к восстановлению.[нужна цитата ]

Экспериментальные модели

Два основных типа моделей используются для изучения регенерации печени, включая хирургическое удаление, также называемое частичным. гепатэктомия (PHX) и химическое повреждение печени. В то время как механизмы и кинетика регенерации печени в этих двух моделях различны, многие из одних и тех же сигнальных путей стимулируют регенерацию печени в обоих путях.[11]

В мифе

Пытки Прометея, Сальватор Роза, 1646-1648.

В Греческая мифология, Прометей и Титйос являются посягателями на богов, чьи наказания включают их печень, съеденную хищными птицами днем ​​и возрожденную ночью.

Рекомендации

  1. ^ Михалопулос Г.К. (2013). «Принципы гомеостаза регенерации и роста печени». Комплексная физиология. 3. С. 485–513. Дои:10.1002 / cphy.c120014. ISBN  978-0-470-65071-4. PMID  23720294.
  2. ^ а б Михалопулос Г.К., DeFrances MC (апрель 1997 г.). «Регенерация печени». Наука. 276 (5309): 60–6. Дои:10.1126 / science.276.5309.60. PMID  9082986.
  3. ^ Mehendale HM (2005). «Восстановление тканей: важный фактор, определяющий окончательный исход травмы, вызванной токсикантом». Токсикологическая патология. 33 (1): 41–51. Дои:10.1080/01926230590881808. PMID  15805055.
  4. ^ Фаусто Н., Кэмпбелл Дж. С., Риле К. Дж. (Февраль 2006 г.). «Регенерация печени». Гепатология. 43 (2 Дополнение 1): S45-53. Дои:10.1002 / hep.20969. PMID  16447274.
  5. ^ Фаусто Н. (2000). «Регенерация печени». Журнал гепатологии. 32 (1 приложение): 19–31. Дои:10.1016 / S0168-8278 (00) 80412-2. PMID  10728791.
  6. ^ Чу Дж., Сэдлер К.С. (ноябрь 2009 г.). «Новая школа в развитии печени: уроки рыбок данио». Гепатология. 50 (5): 1656–63. Дои:10.1002 / hep.23157. ЧВК  3093159. PMID  19693947.
  7. ^ а б c d е ж Михалопулос, Джордж К. (2007). «Регенерация печени». Журнал клеточной физиологии. 213 (2): 286–300. Дои:10.1002 / jcp.21172. ISSN  0021-9541. ЧВК  2701258. PMID  17559071.
  8. ^ а б c Тао, Ячао; Ван, Менглан; Чен, Энцян; Тан, Хун (2017). «Регенерация печени: анализ основных соответствующих сигнальных молекул». Медиаторы воспаления. 2017: 1–9. Дои:10.1155/2017/4256352. ISSN  0962-9351. ЧВК  5602614. PMID  28947857.
  9. ^ Янгер, Килангсунла; Стангер, Бен З. (10 февраля 2011 г.). «Факультативные стволовые клетки в печени и поджелудочной железе: факт и вымысел». Динамика развития. 240 (3): 521–529. Дои:10.1002 / dvdy.22561. ISSN  1058-8388. ЧВК  4667725. PMID  21312313.
  10. ^ Татибана С., Чжан Х, Ито К., Ота Й, Кэмерон А.М., Уильямс ГМ, Сан Зи (февраль 2014 г.). «Интерлейкин-6 необходим для остановки клеточного цикла и активации ферментов репарации ДНК после частичной гепатэктомии у мышей». Cell & Bioscience. 4 (1): 6. Дои:10.1186/2045-3701-4-6. ЧВК  3922598. PMID  24484634.
  11. ^ Mehendale HM, Apte U (2010). «Регенерация печени и восстановление тканей». Комплексная токсикология. С. 339–67. Дои:10.1016 / B978-0-08-046884-6.01013-7. ISBN  978-0-08-046884-6.

дальнейшее чтение