Regenerace jater - Liver regeneration

Regenerace jater je proces, kterým játra je schopen nahradit ztracenou jaterní tkáň z růstu ze zbývající tkáně. Játra jsou jediná viscerální orgán který má schopnost regenerace.[1][2] Játra se mohou regenerovat buď po chirurgickém odstranění nebo po chemickém poškození.[3] Je známo, že pouhých 51% původní jaterní hmoty se může regenerovat zpět do své plné velikosti.[2][4] Proces regenerace u savců je hlavně kompenzační růst, protože je nahrazena pouze hmota jater, nikoli tvar.[5] U nižších druhů, jako jsou ryby, však lze nahradit velikost i tvar jater.[6]

Mechanismus

Existují dvě události, při nichž má játra schopnost regenerace, jedna je částečná hepatektomie a další bytost poškození jater toxiny nebo infekcí (1). Níže popsané procesy se zabývají cestami vyvolanými po částečné hepatektomii.[7]

Po částečné hepatektomii existují tři fáze procesu regenerace. První fází je primární fáze a během této části se aktivují stovky genů a připravují játra na regeneraci. Tato primární fáze nastává během 0-5 hodin po hepatektomii a zabývá se hlavně událostmi před vstupem do buněčného cyklu a zajištěním toho, aby si hepatocyty mohly udržet své homeostatické funkce.[7] Druhá fáze se zabývá aktivací různých růstových faktorů, jako je EGFR (receptor epidermálního růstového faktoru) a c-Met. Tyto dva faktory jsou hlavními složkami regenerace jater. Poslední fáze se zabývá ukončením proliferace TGF-β (transformující růstový faktor beta ).[8]

Ihned po hepatektomii dochází k aktivaci mnoha signálních drah, které spouštějí proces regenerace. Prvním z nich je zvýšení aktivity urokinázy. Je známo, že urokináza aktivuje remodelaci matrice. Tato remodelace způsobuje uvolňování HGF (jaterní růstový faktor) a od tohoto uvolnění lze nyní aktivovat také c-Met. EGFR se také aktivuje stejným způsobem jako c-Met a tyto dva růstové faktory hrají hlavní roli v procesu regenerace. Tyto procesy probíhají mimo hepatocyty a připravují játra k regeneraci.[7] Jakmile jsou tyto procesy dokončeny, jsou hepatocyty schopné vstoupit do jater a zahájit proces proliferace. Je to proto, že existuje komunikace mezi β-kateninem (uvnitř hepatocytů) a růstovými faktory EGFR a c-Met (mimo hepatocytů). Tato komunikace může nastat, protože β-katenin a Notch-1 se přesunou do jádra hepatocytů přibližně 15-30 minut po hepatektomii.[8] Přítomnost těchto dvou proteinů zvyšuje regenerační odpověď a HGF a EGFR působí jako přímé mitogeny a mohou produkovat silnou mitogenní reakci pro proliferaci hepatocytů.[7]

Po dokončení regeneračního procesu ukončí TGF-β proliferaci indukcí apoptózy.[8] TGFp1 inhibuje proliferaci hepatocytů potlačováním HGF. Jak bylo uvedeno výše, urokináza aktivovala uvolňování HGF; proto TGFp1 také potlačuje aktivitu urokinázy. Tento proces je schopen přivést hepatocyty zpět do klidového stavu.[7]

Někdy hepatocyty nemají schopnost proliferace a alternativní forma regenerace může proběhnout k obnově jater. K tomu může dojít pomocí biliárních epiteliálních buněk, které mají schopnost proměnit se v hepatocyty, když mají původní hepatocyty problémy s množením.[7] To je způsobeno skutečností, že žlučové buňky mají dvě funkce, jednou je normální transport žluči a druhou se stávají kmenovými buňkami pro hepatocyty. Totéž se děje naopak, kdy se hepatocyty mohou přeměnit na žlučové buňky, když se nemohou množit. Oba tyto druhy buněk jsou navzájem fakultativní kmenové buňky. Fakultativní kmenové buňky mají původně jeden osud, ale při poranění jiného typu buňky mohou fungovat jako kmenové buňky. Tyto dva typy buněk mohou opravit jaterní tkáň, i když selže normální mechanismus regenerace jater.[9]

Funkce

Schopnost regenerace jater je pro játra ústřední homeostáza. Protože játra jsou hlavním místem detoxikace drog, jsou v těle vystaveny mnoha chemickým látkám, které mohou potenciálně vyvolat buněčnou smrt a poranění. Játra mohou regenerovat poškozenou tkáň, čímž rychle zabraňují jeho vlastní selhání. Prediktor skutečné rychlosti regenerace jater však závisí na tom, zda Interleukin 6 má nadměrnou expresi.[10] Regenerace jater je také zásadní u pacientů s jaterními chorobami, kde je částečné odstranění jater v důsledku fibrózy nebo nádoru běžnou terapií, která využívá schopnost zbývajících jater generovat zpět.[Citace je zapotřebí ]

Experimentální modely

Ke studiu regenerace jater se používají dva hlavní typy modelů, včetně chirurgického odstranění, označovaného také jako částečné hepatektomie (PHX) a chemicky indukované poškození jater. Zatímco mechanismy a kinetika regenerace jater v těchto dvou modelech jsou odlišné, mnoho stejných signálních drah stimuluje regeneraci jater v obou drahách.[11]

Podle mýtu

Mučení Prometheus, Salvator Rosa, 1646-1648.

v řecká mytologie, Prometheus a Tityos jsou provinilci proti bohům, jejichž tresty spočívají v tom, že jejich játra sežerou draví ptáci ve dne a regenerují se v noci.

Reference

  1. ^ Michalopoulos GK (2013). „Principy regenerace jater a homeostázy růstu“. Komplexní fyziologie. 3. str. 485–513. doi:10.1002 / cphy.c120014. ISBN  978-0-470-65071-4. PMID  23720294.
  2. ^ A b Michalopoulos GK, DeFrances MC (duben 1997). "Regenerace jater". Věda. 276 (5309): 60–6. doi:10.1126 / science.276.5309,60. PMID  9082986.
  3. ^ Mehendale HM (2005). „Oprava tkáně: důležitý determinant konečného výsledku poranění vyvolaného toxickými látkami“. Toxikologická patologie. 33 (1): 41–51. doi:10.1080/01926230590881808. PMID  15805055.
  4. ^ Fausto N, Campbell JS, Riehle KJ (únor 2006). "Regenerace jater". Hepatologie. 43 (2 doplňky 1): S45-53. doi:10.1002 / hep.20969. PMID  16447274.
  5. ^ Fausto N (2000). "Regenerace jater". Journal of Hepatology. 32 (1 příloha): 19–31. doi:10.1016 / S0168-8278 (00) 80412-2. PMID  10728791.
  6. ^ Chu J, Sadler KC (listopad 2009). „Nová škola vývoje jater: lekce zebrafish“. Hepatologie. 50 (5): 1656–63. doi:10,1002 / hep. 23157. PMC  3093159. PMID  19693947.
  7. ^ A b C d E F Michalopoulos, George K. (2007). "Regenerace jater". Journal of Cellular Physiology. 213 (2): 286–300. doi:10.1002 / jcp.21172. ISSN  0021-9541. PMC  2701258. PMID  17559071.
  8. ^ A b C Tao, Yachao; Wang, Menglan; Chen, Enqiang; Tang, Hong (2017). „Regenerace jater: Analýza hlavních příslušných signálních molekul“. Zprostředkovatelé zánětu. 2017: 1–9. doi:10.1155/2017/4256352. ISSN  0962-9351. PMC  5602614. PMID  28947857.
  9. ^ Yanger, Kilangsungla; Stanger, Ben Z. (10.02.2011). „Fakultativní kmenové buňky v játrech a slinivce břišní: skutečnost a fantazie“. Dynamika vývoje. 240 (3): 521–529. doi:10.1002 / dvdy.22561. ISSN  1058-8388. PMC  4667725. PMID  21312313.
  10. ^ Tachibana S, Zhang X, Ito K, Ota Y, Cameron AM, Williams GM, Sun Z (únor 2014). „Interleukin-6 je nezbytný pro zastavení buněčného cyklu a aktivaci DNA opravných enzymů po částečné hepatektomii u myší“. Cell & Bioscience. 4 (1): 6. doi:10.1186/2045-3701-4-6. PMC  3922598. PMID  24484634.
  11. ^ Mehendale HM, Apte U (2010). „Regenerace jater a opravy tkání“. Komplexní toxikologie. 339–67. doi:10.1016 / B978-0-08-046884-6.01013-7. ISBN  978-0-08-046884-6.

Další čtení