简易高效的小鼠肝再生模型的建立

目的建立一种简易、高效的小鼠2/3肝切除方法。方法取3月龄健康昆明小鼠,进行肝顺次结扎切除手术,观察术后小鼠生存和肝组织再生状况。结果通过顺次结扎切除左小叶和中央小叶,可在15min内完成小鼠2/3肝脏切除手术,术后成活率为90%,术后42h时可见肝组织再生,术后7d肝脏可恢复75%以上的肝组织原质量。结论通过分叶顺次肝切除术,可准确量化肝脏切除的程度,简便易行、成功率高,为肝再生的机理研究提供了理想的动物模型。     

肝脏再生过程中的信号传导与细胞来源

肝脏是哺乳动物中唯一能够在损伤后再生恢复到100%最初重量的内脏器官,是再生研究的理想模型。关于肝脏再生过程中的信号传导与调控方式的研究由来已久,尤其是肝脏手术切除后的再生过程,积累的研究结果已能对该再生时空坐标系进行相对完善的描述。该文将整合目前人们对肝脏再生的认识,结合小鼠和斑马鱼模型的最新的研究成果,对肝脏的再生过程调控和细胞来源问题进行概述。     

肝脏细胞在生物活性物质代谢调控中的协作作用

肝实质细胞和非实质细胞是肝脏功能的物质和结构基础.肝实质细胞是肝脏的主要细胞类型之一,承担和执行肝脏代谢、信号转导、解毒和稳态调节等多种功能.而非实质细胞也必不可少,主要包括星型细胞、肝窦内皮细胞、枯否细胞、自然杀伤细胞和隐窝细胞等,具有物质和信号转运、吞噬、抗原提呈、免疫耐受等功能.目前,有关肝脏生理功能和病理机制的研究主要集中在组织、细胞和差异分子的水平,单细胞的生理和病理功能研究也越来越深入,而肝脏细胞协作的研究比较少,系统性总结也鲜有报道.本文从肝脏细胞相互协作的角度,对肝脏的生理功能及病理机制进行探讨,为全面了解肝细胞生理功能及肝脏疾病的致病机理提供参考.     

编委推荐

<正>Cell |首创新药MKK4抑制剂可增强肝再生能力并预防肝衰竭尽管正常肝脏有巨大的再生潜力,因肝病死亡的病例却日益增长。急、慢性肝病以及扩大肝切除手术会改变肝脏的微环境,降低其再生能力,导致正常的肝细胞增殖无法补偿过度的肝细胞死亡,继而引发肝功能丧失及肝衰竭。由于缺乏恢复肝再生的手段,肝移植仍是目前治疗终末期肝病的唯一有效方法。     

大鼠胚胎和成年组织中EGFR基因转录分析

本文报告用2.4Kb EGFR cDNA PE7为探针,分析大鼠胚胎发育过程中全胚组织、成年大鼠七种组织和再生肝组织中EGFR基因转录产物的水平。实验结果说明:(1)用人EGFRcDNA探针可以检测到大鼠肝脏细胞转录约为5.6Kb的EGFRmRNA。(2)大鼠胚胎发育过程中,EGFR基因转录活性显示骤然变化。10—12天胚胎中EGFR mRNA出现高峰。(3)成年大鼠肝、肾、肺、脑、脾、心脏和睾丸组织中均有EGFR基因的转录,转录水平各有差异,以肾为最高。(4)大鼠肝脏再生过程中,EGFR基因转录呈现时相调节的特征,部分肝切除刺激EGFR基因转录活性的增高,8小时达到高峰后又回落到接近正常的水平。这些EGFR基因转录的变化可能与大鼠组织和细胞的生长及分化的调控有关。     

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。     

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.     

斑马鱼尾鳍——理想的再生研究模型

脊椎动物组织和器官的发育与再生,与许多疾病的发生发展密切相关。不同物种间其再生能力差异很大,与哺乳动物相比,低等脊椎动物斑马鱼有着较强的再生能力。斑马鱼的多个组织器官如鳍、心脏、视网膜、脊髓、肝脏等都具有再生能力,对斑马鱼组织器官再生过程的研究将使我们获得大量有用的信息,能更好的理解脊椎动物再生功能,我们将以斑马鱼胚胎为实验材料,细致观察其尾鳍再生过程。     

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。     

《肝脏学》：特殊蛋白质影响肝脏再生

近期,国际著名期刊《肝脏学》（Hepatology．2009Jan;49（1）：240-9）发表了中科院上海生科院生化与细胞所陈正军组关于Cdc42影响肝脏再生过程的最新研究成果。Cdc42蛋白是RhoGTP酶家族中的一员,它是细胞内一种十分重要的蛋白质,担负着调节细胞骨架结构、细胞生长、细胞极性以及细胞内运输等多种功能。然而目前对Cdc42在哺乳动物肝脏中的作用仍然知之甚少．陈正军组的袁海心等利用肝脏2／3切除手术模型,     

斑马鱼在再生医学研究中的应用及进展

组织器官的再生现象一直以来吸引着众多生物学家们的关注。再生能力在不同物种间差异很大, 与人及高等脊椎动物相比, 低等脊椎动物(如：斑马鱼)有着较高的再生能力。斑马鱼的鳍、心脏、视网膜、视神经、脊髓、肝脏及感觉毛细胞等都具有很强的再生能力。因此, 从斑马鱼再生过程的研究中将获得大量有用的信息, 促进对人类再生能力缺陷的认识, 进而推动再生医学的发展。文章就斑马鱼在心脏、神经系统、肝脏、鳍再生医学研究中的进展及应用做一综述。     

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。     

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。     

干细胞生长因子促使肝脏快速再生

外科医师切除肿瘤,例如切除2 3肝脏,肝脏将很快生长恢复到原来大小.据一项新研究报道,一种称为干细胞生长因子(SCF)的糖蛋白介导这种显著的再生作用.SCF早已为人熟知可启动骨髓细胞的增殖与成熟,从骨髓细胞可产生白细胞与红细胞.有愈来愈多的提示说明SCF所影响的组织范围较大,     

川芎嗪促进大鼠部分肝切除后修复性再生机制的研究

目的:探讨大鼠部分肝切除后肝功能的变化及川芎嗪对肝修复性再生能力的影响。方法:在相同月龄的动物中按体重均衡的原则随机分组。实验动物共分为5组:设正常对照组(对照组)、青年假手术对照组(假术组)、青年肝切除组(青切组)、中年肝切除组(中切组)和中年肝切除治疗组(切治组),每组动物10只,常规饲养,自由饮水。参照Higgins and Aderson给大鼠施行肝脏70%切除手术,中切组大鼠术前以川芎嗪(200 mg/kg/d)腹腔注射7d,其余组注射生理盐水。假术组大鼠以同样的手术程序打开腹腔但不施行肝部分切除术。各组施行手术动物在切除术后24 h沿腹中线切开动物腹腔,于腹主动脉两髂分支处取血分离血清,切取所有肝脏,待测。采用试剂盒法分别测定各组血清中丙氨转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)含量;肝脏匀浆后,采用八木国夫法检测肝组织中丙二醛(MDA)含量,采用western blot法测定肝组织中核增殖抗原(PCNA)和铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)、锰超氧化物歧化酶(SOD2)的蛋白表达。结果:与中切组相比手术动物相比,切治组组大鼠血清中ALT、AST水平显著降低(P<0.05),肝细胞中PCNA表达显著升高(P<0.05),肝组织中MDA含量显著降低(P<0.05);肝组织中SOD1、SOD2表达显著增加。结论:肝脏切除70%后,肝功受损,氧化应激增加,但核增殖能力增强。川芎嗪可以抑制肝切手术导致的氧化应激损伤,促进SOD的表达,抑制MDA的升高,降低ALT、AST水平,提高PCNA的表达。提示中年大鼠肝切除后肝功能受损与氧化应激相关,给予抗氧化药物能够促进肝再生修复能力,青年肝切除手术大鼠肝的修复能力强于中年动物。     

TGF:是肝再生的启动和终止的开关吗?

基于肝脏自身的再生能力,医生们开始探索肝脏疾病的治疗方法,研究人员已确定两种物质在调节肝脏再生机制方面起关键怍用。转化生长因子(TGF-a)在再生肝细胞中诱导DNA的合成,TGF-b则抑制合成,起控制生长的作用。因在组织再生中的作用而为人们熟知的TGF,目前正被几个公司加以开发,TGF可治疗一系列病症,包括烫伤、器官移植、先天性免疫疾病。美罗德岛布郎大学研究人员已经发现,体内和兔组织培养研究揭示TGF-a和     

肝再生增强因子的cDNA克隆、表达及表达产物的生物活性研究

以肝部分切除后再生肝组织为起始材料,利用RT-PCR扩增出大鼠肝再生增强因子（ALR）,亚克隆于pGEM-T载体,核苷酸序列测定证实为大鼠ALR;将ALRcDNA亚克隆于pBV220质粒,构建了原核表达栽体,并获高效表达菌株,特异表达蛋白占细菌总蛋白的15％,原核表达的ALR在体外缺乏促进大鼠原代培养肝细胞及SMMC-7721肝癌细胞DNA合成的活性,但在体内1／3肝部分切除模型中可刺激肝细胞DNA合成;ALR在生物学活性方面与肝脏刺激物（HSS）存在一定差别,ALR和HSS应是两种不同的活性因子．ALR还具有促肝损伤修复的作用,对其深入研究可能为临床治疗严重肝病提供有效的药物.     

大鼠8种肝脏细胞中缺血反应相关基因与肝再生的作用分析

为了解8种肝脏细胞的缺血反应相关基因与大鼠肝再生的相关性, 用percoll密度梯度离心和免疫磁珠方法分离大鼠部分肝切除后不同时间(0, 2, 6, 12, 24, 30, 36, 72, 120和168 h)再生肝中的8种细胞, 用Rat Genome 230 2.0芯片等方法检测上述8种细胞的缺血反应相关基因在大鼠肝再生中表达变化, 用生物学和系统生物学等方法分析上述基因与大鼠肝再生的相关性. 结果显示, 缺血反应主要在肝再生启动阶段及进展阶段前期发挥作用, 且上调占优势, 可刺激il6, tnf等肝再生关键基因表达; 肝星形细胞、树突状细胞中的缺血反应相关基因具有表达的相似性. 缺血反应能推动肝再生的顺利进行, 但胆管上皮细胞的基因表达情况特殊, 值得进一步研究.     

肝脏类器官的研究进展及应用

生物医药研究主要依赖动物模型及人源细胞系,但是这些研究系统往往不能模拟人类个体发育过程、疾病发生机制和药物反应,因此在向临床转化方面遇到极大的困难.类器官是能模拟体内器官结构和功能特征的体外3D细胞簇.本文按照肝脏类器官从简单到复杂的顺序,讨论了成体干细胞来源和多能干细胞分化的多种肝脏类器官模型,同时概括了肝脏类器官在疾病建模、药物反应、毒性测试及再生医学等方面的应用.