ProTracer——不间断记录体内细胞增殖的遗传示踪新技术

器官内细胞数量和组织稳态可以通过细胞增殖调节并维持.大多数用于鉴别具有显著增殖能力的细胞的相关研究,都是基于某一细胞亚群的谱系示踪,而这会导致潜在的选择性偏差.该团队利用双同源重组酶系统,开发了一种示踪增殖细胞的新技术—ProTracer,该技术能够实现在多个器官中长时间不间断地记录整个细胞类群的细胞增殖.在肝脏中,P...     

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。     

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。     

Hippo信号通路:器官大小与组织稳态调控器

<正>复杂机体如何控制器官大小是发育生物学最基本问题之一,其调控机制的解析也是生命科学领域长期存在的一大难题。Hippo信号通路是21世纪初利用果蝇遗传学研究发现并命名的,它可以通过调控细胞增殖、凋亡和干细胞的自我更新与分化,在器官大小决定、组织稳态维持与重塑等生命活动过程中发挥关键作用。由于Hippo信号通路在物种间高度保守,它的发现为人们研究生物个体器官发育大小及再生的调控机制提供了可能,这是利用果蝇     

大鼠心肌虚血再灌流后肝细胞再生因子的表达变化

肝细胞再生因子（hepatocyte growth factor, HGF）对多种细胞都具有促进增殖及运动、抗凋亡的作用,对组织器官的发育形成也起到重要作用．在肝脏、肾脏、肺、心脏等器官受损之后的修复过程中,有积极的促进再生的作用．本研究采用了心虚血再灌流大鼠模型,发现心肌细胞受损伤后 6 h 血清中HGF水平显著增高．在比较了肾脏、肺、肝脏、脾脏等组织提取液中HGF的含量之后,发现心虚血再灌流手术后,肾脏、肺、肝脏中HGF的含量变化不明显,而脾脏的提取液中HGF的含量增加显著．对脾脏组织的连续切片进行HGF与血管内皮细胞的特异性标志物von Willanbrand Factor (vWF)免疫组织化学染色研究,发现手术后脾脏中产生HGF的细胞主要为血管内皮细胞．此项研究首次阐明组织器官受损后,远端组织器官的血管内皮细胞能够增加HGF的合成和分泌,增加的HGF通过体液循环到达受损组织器官,促进其修复再生．     

类器官在发育与再生中的研究进展

类器官(organoid)作为体外模拟器官结构和功能的三维培养体系,已经广泛应用于发育研究、疾病建模和药物筛选。类器官在再生医学中具有重要的应用前景。胚胎干细胞、诱导多能性干细胞和多组织成体干/祖细胞来源的类器官再现了发育分化、稳态自我更新和组织损伤再生过程,为揭示发育和再生调控机制、明确生理病理进程提供了可能。近年来,多细胞类型的新型培养模式和单细胞测序等技术的应用促进了类器官的发展。该文总结了类器官在发育与再生中的最新研究成果,并就前沿技术在类器官研究中的应用进行了综述与展望。     

肝脏类器官芯片在生物医学中的研究进展

肝脏类器官芯片是一种基于三维培养并搭配微流控系统的特殊芯片。肝脏类器官可依托芯片技术，在体外构建出具有三维结构的人体肝脏生理微系统。该文概述了肝脏类器官芯片在生物医学领域的最新研究成果，归纳总结包括三维肝细胞芯片、肝血窦芯片和肝小叶芯片在内的不同类型的肝脏类器官芯片特点，分析肝脏类器官芯片领域发展面临的诸多机遇和挑战，展望了肝脏类器官芯片未来的发展方向。肝脏类器官芯片技术将为人类疾病和健康领域开创新的研究途径。     

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。     

肝星状细胞中表皮形态发生素表达调控机制及其作用研究

肝星状细胞是肝脏中重要的间质细胞,是肝细胞外基质的主要来源.表皮形态发生素(epimorphin、EPM、syntaxin2)在肝脏发育、再生及癌变过程中发挥了重要的作用,目前其表达变化的调控机制及对肝星状细胞的作用还未有报道.通过对肝组织标本进行检测,发现肝纤维化过程中肝星状细胞表达EPM上调.从表观遗传学的角度对EPM表达变化调控机制进行研究,发现DNA去甲基化促进了EPM的表达.为了研究EPM对肝星状细胞的可能的调节作用,将EPM表达质粒转染肝星状细胞,之后检测了EPM对肝星状细胞增殖及迁移能力的变化.结果证明EPM能够促进肝星状细胞的增殖与迁移.本研究发现,激活的肝星状细胞高表达EPM可能是由于DNA去甲基化引起的,同时,高表达的EPM能够促进肝星状细胞的增殖与迁移,进而促进肝纤维化进展.     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

体外诱导骨髓间充质干细胞向肝细胞分化的研究

肝脏是体内最重要、最复杂的器官之一,是机体物质代谢的核心,具有生物分化和免疫等重要功能;同时,肝脏也是一个极易受损伤的器官,病毒、肿瘤等会导致肝脏功能的缺损甚至累及生命;而随着肝移植技术的发展,肝细胞移植有望成为治疗肝功能衰竭的一种新方法。干细胞是一类具有自我更新、增殖和分化能力,特别是具有向肝脏干细胞、肝细胞及血管内皮细胞分化潜能的一类细胞,因而干细胞有望成为肝组织工程新的种子细胞来源。因此,本文对骨髓间充质干细胞的分离、培养,定向诱导肝细胞的影响因素以及应用前景等几方面的内容进行了总结。     

肝细胞多倍化的研究进展

多倍体肝细胞含有两组或两组以上的DNA染色体组,是哺乳动物成熟肝细胞的典型特征。肝细胞多倍化过程首次发生在出生后的肝脏发育过程中,主要由胰岛素-Akt信号通路调控的细胞质不完全分裂导致。随着年龄的增加,多倍体肝细胞的比例还会继续升高,老年小鼠和人肝脏中多倍体肝细胞比例可高达90%和40%。而当肝脏受到肝脏切除、毒性刺激和代谢过载以及氧化应激等病理损伤时,肝细胞多倍化现象会再次发生。但是,当衰老的多倍体肝细胞在年轻小鼠肝脏中发生增殖时,不仅可产生低倍体肝细胞,还可以逆转其衰老特征。生理和病理过程中多倍体肝细胞的生物学功能备受争议,一般认为与细胞的成熟和终末分化、细胞衰老以及疾病有着重要的关系。本文主要阐述正常生理发育和病理条件下多倍体肝细胞形成过程及潜在的生物学意义,以及多倍体肝细胞逆转对临床肝脏疾病研究的可能提示。     

肝脏再生的动物模型

肝细胞移植相对于全肝脏移植有其优越性,包括低致死率,低耗费,技术可行,有克服器官短缺的可能性,具有临床应用的潜能。目前关于移植肝细胞再生的研究大多数关注在选择最佳的移植位点、移植细胞数、移植细胞类型。然而,临床应用的最大障碍是移植细胞在受体扩增能力有限。移植细胞在多种动物实验模型中能大量替换肝实质细胞。通过对这些模型的探讨初步探索了移植细胞再生的相关条件 。     

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。     

异质性干细胞增殖过程中的熵变化

干细胞在多细胞生物体内广泛存在,其增殖过程在生命体的生长、发育、衰老、组织修复过程中起着重要作用。正常组织中的细胞增殖过程受到严格的控制,干细胞的异常增殖与恶性肿瘤、肥胖症、再生障碍性贫血等疾病有密切关系。生命体内异质性细胞的增殖过程是复杂的动力系统行为,干细胞异常增殖过程伴随细胞的可塑性变化和细胞间相互作用的再平衡过程,如何对这一过程进行定量描述是重要的研究课题。本文构建包含细胞的增殖分化指标和异常增殖性指标异质性的干细胞增殖模型,通过所建立的模型研究由于微环境变化引起的细胞异常增殖过程的熵变化,建立不同增殖条件下的系统熵变化与宏观动力学和系统参数之间的关系。结果表明,在细胞微环境变化引起异常增殖和恢复的过程中,系统的熵与细胞数量之间存在对应关系,而与微环境变化的路径无关。 此外,熵对细胞数量的依赖关系在异常增殖和恢复阶段表现出不同的行为,显示了生物过程的微观不可逆性。本文从物理学的角度对细胞异常增殖过程中熵变化与细胞数量变化的动力学给出定量刻画,为定量描述异质性干细胞增殖过程给出新的研究思路。     

定向诱导小鼠ES细胞为肝脏细胞及其凝血因子Ⅷ, Ⅸ的表达

凝血因子Ⅷ, Ⅸ缺陷导致血友病A和B的发生, 肝细胞是产生凝血因子的器官, 利用肝细胞进行替代治疗是纠正凝血因子缺陷的根本办法, 但是其来源及利用存在难以克服的问题. ES细胞具有体外培养时保持未分化状态和无限的增殖能力, 具有在一定条件下可以分化发育成各个胚层细胞的潜能, 利用ES细胞源性肝细胞作为供体细胞, 解决了肝细胞来源困难、增殖能力差的难题. 体外分阶段定向诱导E14小鼠ES细胞分化为肝细胞, ICG摄取及PAS反应结果证实ES源性细胞具备肝细胞功能, 在此基础上, 利用RT-PCR法对诱导细胞初步进行了凝血因子Ⅷ, Ⅸ表达分析, 为进一步开展利用ES细胞纠正凝血因子缺乏奠定了研究基础.     

猞猁肝脏的组织结构观察及EGF在肝脏中的表达

利用切片方法观察了猞猁Felislynx肝脏的组织结构,应用免疫组织化学方法检测了表皮生长因子(EGF)在肝脏中的表达。结果显示,肝脏外被覆一层结缔组织薄膜,肝小叶不规则且分界不清,肝板、肝血窦及狄氏间隙围绕中央静脉呈放射状排列,肝板由一排肝细胞构成。肝细胞呈圆形或多边形,多为单核,少数具双核,肝细胞间比较松散。肝血窦发达,内可见血细胞。EGF阳性反应主要定位于肝细胞质中,表明EGF可能参与细胞新陈代谢过程的调控。     

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。     

Thymosin beta 10在不同模式动物或器官中功能的研究进展

Thymosin beta 10(T茁10)是一类小的肌动蛋白结合因子,在不同物种不同组织中具有不同的功能,已知其参与细胞凋亡、细胞增殖、细胞迁移、血管再生、肿瘤发生以及早期器官发育等一系列过程。本文综述了T茁10在不同研究模型动物或器官中的功能的研究现状,并结合鹿茸现有研究,提出了鹿茸可作为研究T茁10功能的新优势模型的命题。