Yap在哺乳动物内脏器官再生中的研究进展

心脏、肺脏和肝脏等内脏器官的损伤和疾病严重危害人类健康。遗憾的是,哺乳动物包括人类的不同器官间的修复再生能力有一定差异,其心脏基本没有任何再生能力,肺脏损伤后可以进行补偿性生长,而肝脏损伤后肝脏/体重值可基本恢复到损伤前的正常水平。在模式动物中研究心脏、肺脏和肝脏等内脏器官的修复和再生过程的分子机理,对临床治疗相关疾病具有重要的指导意义。研究发现,Hippo通路的核心转录调控分子Yap对细胞增殖和分化具有重要的调控作用,并能感受和响应损伤后各种微环境的变化,启动并参与了多个器官的再生过程。该文主要介绍了Yap因子在心脏、肺脏和肝脏再生过程中的作用及其调控机制。     

大鼠2/3肝切除72 h后再生肝脏质膜比较蛋白质组学研究

大鼠2/3肝切除模型为研究肝细胞增殖和生理性血管生成提供了一个很好的活体内模型.为了揭示肝再生过程中与肝细胞增殖终止相关及与血管生成启动相关的质膜蛋白质,本研究对大鼠肝2/3部分切除72 h后的肝脏质膜进行了研究：利用两步蔗糖密度梯度离心法对切除组和假手术组的肝脏质膜进行纯化;然后通过双向电泳和质谱技术对肝切除样品进行了比较分析并对几个关键蛋白程序性凋亡相关蛋白-6和丝蛋白-A进行了免疫印迹验证.相对于假手术对照组(Sham组),21种蛋白质在切除后72 h的肝脏中上调,15种蛋白质下调.所鉴定的差异表达蛋白参与了血管生成、细胞分裂增殖和凋亡、细胞分化调控、肝脏组织重新构建、代谢及应急反应.本研究为肝脏再生及其血管生成的研究提供了理论依据.     

Hippo信号通路与肝脏稳态调控及疾病发生

肝脏是人体最重要的器官之一,乙肝等病毒性与酒精等非病毒性因素诱发的肝损伤引起肝脏功能衰竭、再生重塑障碍、肝癌等疾病是我国重大社会健康问题,因此,研究肝脏稳态的调控机制对肝病的预防和临床治疗至关重要。Hippo信号通路参与了哺乳动物多种细胞和器官的稳态调控。最近研究表明,Hippo信号通路在肝脏发育、肝细胞命运决定、肝脏再生和癌症发生发展等过程中都发挥了非常重要的作用。因此,Hippo信号通路可成为肝脏相关疾病的治疗提供了新的靶点。本文综述了Hippo信号通路与肝脏稳态调控的相关研究及最新进展,以期为研究肝脏发育和肝脏相关疾病的治疗提供新的思路和策略。     

不同肝脏损伤模型下新生肝细胞来源研究进展

肝脏是执行很多重要生理功能的器官,它具有强大的再生能力,在损伤后可以迅速恢复到原本的体积。它的再生特性得益于肝细胞和胆管上皮细胞在损伤后的快速增殖;然而,在极端急性损伤或长期慢性损伤的情况下,肝脏可能无法再生或再生不佳。有众多研究表明,不同的肝损伤模型会动员不同的细胞亚群促进肝再生。该文主要介绍了五种不同的肝脏损伤模型,并对在不同损伤情况下新生肝细胞的来源、胆管上皮细胞与肝细胞的互相转换等方面进行了总结,为肝脏后续相关研究和疾病治疗提供了借鉴。     

自噬在肝再生中的作用

自噬是存在于真核细胞内的一种溶酶体依赖性的降解途径,在肝脏生理和病理过程中发挥着重要作用。肝脏具有强大的再生能力,在受到急、慢性损伤时,残肝细胞将会被激活进入细胞周期进行细胞增殖,以补偿丢失的肝组织和恢复肝功能。文章阐述了各种类型损伤之后的肝再生与自噬的关系。在物理性、酒精、食源性等因素引起的肝损伤中,肝脏通过启动自噬来促进肝再生;在化学性损伤的肝再生模型中,自噬在其中的作用仍然有争议;在病毒感染之后的肝再生中,一些嗜肝病毒（如丙肝病毒和乙肝病毒等）反而利用自噬来促进病毒颗粒复制,抑制肝再生。对自噬和肝再生机制的研究,将有助于进一步阐明再生过程,为治疗肝脏疾病提供新方法。     

以斑马鱼为模式动物研究器官的发育与再生

斑马鱼因其受精卵体外发育、胚胎透明、具有较强的再生能力以及适于大规模遗传筛选的优势, 成为研究脊椎动物器官发育与再生的新兴模式动物。通过数十年的探索, 科研工作者已经在斑马鱼中建立了一套成熟的研究方法, 并对斑马鱼胚胎发育早期的细胞命运决定和分化、组织器官的形态建成以及受损后的再生过程有了初步的认识。近年来, 随着遗传筛选技术的大规模开展和活体成像技术在斑马鱼中的深入应用, 许多在小鼠等模式动物中悬而未决的问题开始得到充分解答。随着研究的不断深化和技术的不断更新, 以斑马鱼为模式动物, 对脊椎动物器官发育与再生的研究将会更加深入, 相关的调控机制也会被逐步探明, 从而为临床相关疾病的防治提供富有价值的参考。文章通过对近年来发表的文章进行回顾, 总结了斑马鱼作为模式动物研究中枢神经系统、肝脏和胰腺、血液细胞和血管等重要器官早期发育过程及其调控机制的进展, 并阐述了以斑马鱼研究尾鳍、心脏、肝脏等器官再生的优势和初步发现。     

小鼠肝部分切除模型

小鼠肝部分切除模型是在经典的大鼠模型基础上发展起来的。随着显微外科技术的发展和小鼠腹部手术围手术期管理的完善,快速、可靠、重复性高的小鼠模型得以建立。因为成本较低,且存在大量为研究肝切除后肝再生的转基因小鼠,小鼠已经成为研究肝再生的重要动物模型。肝再生的调控相当复杂,且不是由单一因素控制的,因此需要多种类的转基因小鼠进行肝切除后肝再生研究来明确各因子在肝再生过程中的确切作用与机制。通过小鼠肝切除后肝再生的研究,目前已证实的参与调控肝再生的细胞因子和生长因子有:肝再生增强因子(ALR)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素6(IL-6)、白介素1(IL-1)、肝细胞生长因子(HGF)、去甲肾上腺素(NE)、卵泡抑素(FS)、转化生长因子α(TGF-α)、转化生长因子β-1(TGF-β-1)等。     

小鼠肝再生过程中ROS及线粒体代谢变化规律的研究

目的:肝脏是维持人体发挥功能的重要器官,同时肝脏再生能力十分强大。本文通过部分肝切除术后小鼠肝再生模型,观察肝再生过程中氧化应激及线粒体代谢变化规律,以期为将来的调控肝再生提供新的干预靶点。方法:选择雄性健康体重均匀的Balb/c小鼠,采用经典70%肝切除模型,随机分为假手术对照组(Sham组)以及70%肝切除组(70%PH组)。肝切除术后6 h、1d、2 d、3 d、5 d、7 d不同时间点取肝组织,制备冰冻切片检测活性氧(ROS)水平,Western blot分别检测细胞增殖相关蛋白PCNA、Cyclin D1;氧化应激相关蛋白SOD1、SOD2、CAT、GPX1;以及线粒体代谢相关蛋白PGC-1α、Nrf1、TFAM、Drp1、Fis1、Mfn1、Mfn2、OPA1的表达并分析其变化规律。结果:70%肝切除术后小鼠肝脏增长迅速,细胞增殖关键蛋白PCNA和Cyclin D1表达显著增加;在此过程中细胞ROS水平呈现先升高后降低的变化,细胞主要抗氧化酶SOD1、SOD2、CAT、Gpx1与ROS相一致出现先升高后降低的变化。线粒体生物合成调控因子PGC-1α、Nrf1、TFAM呈现先降低后升高的趋势,而线粒体分裂蛋白Drp1和Fis1呈现先降低后显著升高的趋势,线粒体融合相关蛋白Mfn1、Mfn2和OPA1总体为先降低后恢复至正常水平。结论:在小鼠70%肝切除再生过程中,存在着明显的氧化应激,线粒体生物合成增加,线粒体分裂/融合平衡偏向分裂,并且这些变化呈现具有一定的时间变化规律,这些变化及规律很可能作为将来调控肝再生的重要的潜在干预靶点。     

肝脏发育相关信号通路

肝脏发育从肝芽的出现开始,到肝祖细胞的形成,接着肝祖细胞的增殖、分化和迁移,直至最后器官的形成,经历了复杂的细胞信号调控过程。本文综述了肝脏发育过程中常见的信号调控作用,包括成纤维生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、β-转化生长因子(transforming growth factor-β,TGF-β)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)和Wnt等信号通路,并重点讨论了在胚胎阶段调控肝脏发育的信号途径以及肝细胞和胆管细胞发育成熟过程中的信号因子作用,最后对肝脏再生相关的信号调控进行了简要介绍。     

肝细胞生长因子基因修饰的间充质干细胞治疗肝损伤的研究进展

减轻肝脏损伤、促进肝脏修复和再生始终是肝脏疾病研究中的重点。间充质干细胞(MSCs)是众多具有组织修复和再生能力细胞中的明星细胞,合成的多种细胞因子经旁分泌途径发挥调控细胞生存,调节炎症反应,促进血管再生和减轻纤维化等多种生物学效应,肝细胞生长因子(HGF)便是重点细胞因子之一。基于HGF的信号调控作用,再结合MSCs的干细胞优势,HGF基因修饰间充质干细胞(HGF-MSCs)作为一种干细胞治疗新策略能够发挥“1+1>2”的效果。本文就HGF-MSCs在减轻和修复肝损伤中的研究进展作综述。     

组织器官损伤修复和再生研究进展

组织器官损伤修复和再生是生命科学领域最为复杂和重要的科学问题之一,任何组织器官都能快速响应损伤,通过内源性基因转录调控改变多种细胞命运属性实现创伤的修复与再生。绝大部分人体组织器官都不具备完美再生能力,然而,进化早期的许多动物以及绝大部分植物具有强大修复和再生能力。经年来,通过对这些模式生物的研究,随着单细胞测序技术的发展,通过遗传示踪、活体显微实时成像,对组织器官再生的关键细胞及其发生调控过程的认识有了显著的进步。该综述将针对损伤修复和再生关键细胞来源、损伤后基因转录调控以及快速损伤应激能力进行简单总结。由于篇幅有限,非常抱歉不能涵盖损伤修复和再生领域的所有研究。     

涡虫再生的诱发机制

组织再生由复杂的基因网络调控,但基因调控网络的上游诱发机制仍有待进一步明确。解剖结构、基因组以及系统进化位置上的特征使具有全身再生能力的涡虫成为探究再生问题的良好动物模型之一。研究涡虫再生的诱发机制对于解释物种间再生能力的差异,以及促进再生调控具有重要意义。研究发现涡虫受损后,一些再生早期信号的快速响应是下游再生基因调控网络激活及组织正常再生的潜在诱发条件,包括离子通道通过介导离子流引起胞内外离子浓度改变而诱导干细胞增殖;活性氧与细胞外信号调节激酶的相互作用可激活下游调控组织分化的信号通路;ATP可能通过激活嘌呤能受体调控下游再生过程;损伤后产生的大量黏液及一氧化氮可能作为信号因子,通过免疫相关作用引发再生相关信号级联反应;神经和表皮间的相互作用可能诱发芽基生成及后续再生过程。不同因素可能通过参与再生微环境的塑造,协同激活再生基因调控网络,促进涡虫再生。这些潜在的再生激活因素与涡虫强大的再生能力之间的确切关系,以及再生激活因素与诱发伤口愈合因素的异同目前仍不明晰,需要进一步探究。     

坐骨神经缺损后大鼠近端神经新miRNA的鉴定与功能分析

周围神经系统在损伤后能够再生,再生过程中许多基因和蛋白的表达发生改变-miRNA是一类进化上高度保守、能够在转录后调控基因表达的非编码RNA．本研究聚焦在大鼠坐骨神经缺损后,近端神经新miRNA的鉴定和功能注解．通过深度测序、计算机分析和Q．PCR验证,98个新miRNA在坐骨神经缺损后的0,1,4,7和14天被发现和鉴定．进一步预测了这些miRNA的靶基因,分析了靶基因参与的生物学过程,结果显示靶基因参与的生物学过程与坐骨神经缺损后神经损伤和再生的过程基本一致．本实验为miRNA在坐骨神经缺损后的调控作用的研究提供了基础,有助于周围神经损伤和再生分子机制的进一步研究．     

Toll-like receptor信号通路在生物再生中的作用

再生是指生物体重新长出或构建恢复生物体失去或受伤部分的过程。揭示再生过程的调控机制已成为当今生物学领域内的重要课题。TLR(Toll-like receptor)信号通路是先天免疫系统中的重要组成部分,其可以识别病原相关分子模式和损伤相关分子模式,在不同物种中具有高度同源性。该文对TLR信号通路的分子机制及其与生物再生之间的关系进行了概述。目前对TLR信号通路的研究表明其不仅在免疫防御方面发挥作用,而且同样参与对生物再生的调控,在多种组织器官的再生过程中均发挥一定的功能。     

三角涡虫:在体筛选再生及衰老相关药物的模型生物

三角涡虫是一种具有极强再生能力的扁形动物,其再生能力来源于几乎遍布全身各处的多能性成体干细胞,使其成为研究干细胞分化、发育、增殖、调控等分子机制的良好模式生物。由于对三角涡虫干细胞行为的研究完全可以在在体水平进行,因此,涡虫在体干细胞研究比离体干细胞研究具有无可比拟的优势。鉴于三角涡虫这种独特的生物学现象及优势,也可将其作为大规模药物筛选的模型生物,用以筛选与再生、衰老或者肿瘤等相关药物。该文将结合所在课题组的相关研究对三角涡虫的再生机理、再生调控等有关研究进展进行综述,为推动其成为在体药物筛选模型奠定了基础。     

MAPK信号通路基因在小鼠肝再生中的表达谱变化

为了分析丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinases,MAPK)信号通路基因在肝再生中的表达图谱,以及探讨MAPK信号通路在肝再生中的作用,文章利用四氯化碳(Carbon Tetrachloride,CCl4)诱导的小鼠肝损伤再生模型对MAPK信号通路基因的表达进行检测.首先,采用CCl4腹腔注射的方法建立小鼠肝损伤再生模型,通过肝脏切片HE染色和测定血清中谷丙转氨酶活性确认模型的质量,然后,在注射CCl4后的第0、0.5、1.5、4.5、7 d分别采集小鼠肝脏样本,应用Affymetrix公司的小鼠基因表达芯片,检测MAPK信号通路中93个基因的差异表达图谱,并用荧光实时定量PCR法验证芯片检测的结果.结果表明,在芯片检测到的93个MAPK信号通路基因中,有31个在肝再生中有不同程度差异表达,且经荧光实时定量RT-PCR检测的结果与基因芯片的结果相符合.基因表达谱芯片技术可以筛选出肝再生中差异表达的基因,在小鼠肝再生中的第0.5和1.5 d,MAPK信号通路中表达水平上调的基因增多,而在第4.5和7 d,则表达水平下调的基因明显增多.这一结果表明MAPK信号通路对肝再生不同阶段的双重调控作用.     

再生调控的开关:组织再生增强子的研究进展

再生是组织发生损伤后恢复原有形态和功能的过程。不同脊椎动物的再生能力差异很大,硬骨鱼和两栖动物再生能力很强,而哺乳动物的再生能力极其有限。不同物种再生能力的差异很可能不是由于再生特异基因在进化过程中丢失造成的,相反,调控元件在组织损伤时的激活与否可能是决定再生成功与否的开关。增强子是一种顺式作用调控元件,对于精确调控基因表达必不可少。目前已经在多种模式生物中鉴定出了多个组织再生增强子,并报道了这些元件在组织再生中的关键作用。这篇综述将重点介绍增强子在组织再生中的重要调控作用,组织再生增强子的预测和鉴定,以及组织再生增强子在损伤时被激活的具体机制。     

畜禽PPARα基因研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体(Peroxisome proliferator-activated receptors,PPARs)是核激素受体家族中的配体激活受体,控制许多细胞内的代谢过程,PPARα作为过氧化物酶体增殖物激活受体家族重要成员之一,是调控机体脂质代谢的重要枢纽,在调控畜禽机体肝脏脂质代谢方面有重要作用。PPARα基因由四个结构域组成,多在机体肝脏和脂肪组织中表达,可作为细胞核受体被外源和内源的特异性配体结合并激活,进而结合靶基因发挥对肝脏脂质代谢的调控作用。就PPARα基因的结构特点及表达模式、PPARα基因对肝脏脂代谢的调控机制,以及现阶段PPARα在畜禽方面的研究进展进行阐述,旨在引起人们对PPARα基因调控脂质代谢的关注,并为畜禽肝脏脂质代谢过程的机理研究和相关疾病的治疗提供一些理论支持。     

小鼠动物实验方法系列专题(二) 肝脏大部分切除实验在小鼠肝再生研究中的应用

小鼠肝大部分切除(partial hepatectomy,PH)实验是研究肝再生的一个重要的实验。本文以C57小鼠为例,对肝大部分切除实验做了较为详细的介绍。实验结果显示,在术后的1～8天,小鼠的肝脏体重比值逐渐增加,在术后的7～10天里可以达到原来肝重的90%以上,10天以后肝细胞停止分裂。正常情况下,实施肝大部分切除后,小鼠的存活率可以达到90%以上。该模型的建立为研究肝脏再生的细胞和分子生物学机制奠定了基础。     

肝脏细胞分化和成熟的分子调控机制

肝脏是重要的代谢调控和药物解毒器官,执行体内多种生理功能。肝脏疾病已经越来越严重地影响着人体健康和生存质量。考虑到临床研究和转化医学的迫切需求,人们必须深入研究肝脏内各种细胞特别是肝实质细胞和胆管细胞的分化成熟过程及分子调控机制。该文概述了肝脏内起源于内胚层的肝实质细胞和胆管分化成熟的发育过程,总结了调控此过程的信号通路和转录因子,并简要介绍了最新技术对于肝脏发育研究的推动作用。这些结果对于人们在体外高效地诱导得到或建立更成熟、结构功能更完善的肝脏样细胞或肝脏类器官以及肝脏疾病的研究与治疗有重要意义。