Notch信號(hào)通路調(diào)控肝再生的細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)及其分子機(jī)制的研究.pdf

1、肝臟作為人體最大的實(shí)質(zhì)性臟器，在維持體內(nèi)新陳代謝中處于核心地位。肝組織的破壞，如慢性炎癥、纖維變等，往往造成全身性的、甚至是致命的代謝紊亂。但是，肝臟具有很強(qiáng)的再生能力，這可在一定程度上代償肝實(shí)質(zhì)的破壞。然而致病因素的長(zhǎng)期存在（如慢性肝炎），往往導(dǎo)致肝再生的異常，最終引起肝實(shí)質(zhì)的結(jié)構(gòu)異常和功能喪失，危及患者生命。因此，掌握肝臟再生的調(diào)控機(jī)制，不但具有重要的理論意義，而且具有緊迫的臨床需求。
　　肝臟損傷或肝部分切除后，剩余肝臟會(huì)代

2、償性再生，肝臟再生的實(shí)質(zhì)是肝細(xì)胞的不斷增殖、擴(kuò)增。肝細(xì)胞增殖主要依靠肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（Hepatocytegrowthfactor，HGF）和白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）的作用，而這兩種細(xì)胞因子主要由一類肝臟非實(shí)質(zhì)細(xì)胞——肝血竇內(nèi)皮細(xì)胞（Liversinusoidalendothelialcell，LSEC）分泌。肝再生的過(guò)程伴有大量LSEC的增殖和更新。因此，LSEC對(duì)于維系肝細(xì)胞的功能狀態(tài)進(jìn)而影響肝臟再生發(fā)揮著

3、重要的作用。此外，LSEC所構(gòu)成的肝血竇又是肝臟微循環(huán)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它的正常結(jié)構(gòu)對(duì)于維系肝臟功能至關(guān)重要。本課題我們將著重通過(guò)研究LSEC以及肝血竇的結(jié)構(gòu)和功能變化，來(lái)闡明其對(duì)于肝再生的基本作用和其中包含的分子調(diào)控機(jī)制。
　　此外，既往研究已證實(shí)骨髓來(lái)源的干、祖細(xì)胞也參與到肝再生過(guò)程中。截至目前，尚無(wú)證據(jù)表明干、祖細(xì)胞可以直接分化為肝細(xì)胞進(jìn)而促進(jìn)肝再生。然而骨髓來(lái)源的內(nèi)皮祖細(xì)胞（Endothelialprogenitorcell，E

4、PC）可以分化為成熟內(nèi)皮細(xì)胞，這在多個(gè)組織、器官的損傷和修復(fù)過(guò)程中已被廣為證實(shí)。而肝再生過(guò)程中，骨髓來(lái)源的干、祖細(xì)胞也被證實(shí)參與LSEC的更新，它們可能直接分化為成熟的LSEC或通過(guò)旁分泌等途徑促進(jìn)LSEC乃至肝細(xì)胞的增殖。由此看來(lái)，肝再生的進(jìn)程可能是一個(gè)由肝細(xì)胞、LSEC等內(nèi)源性因素和由骨髓來(lái)源EPC等外源性因素共同作用的結(jié)果。深入闡明肝再生的機(jī)制，我們需要從這兩個(gè)方面著手研究。
　　Notch信號(hào)途徑是人體最重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

5、之一，其分子廣泛表達(dá)于胚胎和成年個(gè)體組織中，主要由表達(dá)于相鄰細(xì)胞上的Notch配體和Notch受體、以及表達(dá)于細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子、下游分子和其他調(diào)節(jié)分子組成。RBP-J是激活Notch信號(hào)通路所必需的一個(gè)核心轉(zhuǎn)錄因子，它的缺失意味著Notch信號(hào)的完全阻斷。Notch信號(hào)途徑對(duì)細(xì)胞的分化、增殖、凋亡有重要的調(diào)控作用，它廣泛參與組織器官的發(fā)育、生長(zhǎng)以及再生進(jìn)程，其功能的異常與很多疾病及腫瘤發(fā)生有關(guān)。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，肝再生的進(jìn)程伴有Notc

6、h信號(hào)通路分子的廣泛變化。Notch信號(hào)途徑對(duì)于維持肝臟的穩(wěn)態(tài)具有重要作用。
　　本課題我們首先利用小鼠肝部分切除模型模擬肝臟再生進(jìn)程，并利用RBP-J條件性基因剔除模型，研究了RBP-J介導(dǎo)的Notch信號(hào)途徑在肝再生過(guò)程中的具體調(diào)控作用：主要是Notch信號(hào)通路如何通過(guò)調(diào)節(jié)LSEC和肝血竇的結(jié)構(gòu)和功能來(lái)調(diào)控肝細(xì)胞的功能狀態(tài)，進(jìn)而影響到肝再生進(jìn)程；以及Notch信號(hào)通路如何通過(guò)調(diào)節(jié)EPC的功能，從而影響LSEC、肝細(xì)胞的功能狀態(tài)

7、，最終導(dǎo)致肝再生進(jìn)程的改變；此外，我們還深入探討了這其中所包含的具體分子機(jī)制，特別是Notch信號(hào)通過(guò)VEGF受體分子對(duì)LSEC的調(diào)控，以及Notch通過(guò)CXCR4對(duì)EPC的調(diào)控。
　　我們的主要研究成果如下：
　　1、成功構(gòu)建了RBP-J條件性基因剔除的小鼠，即Notch/RBP-J信號(hào)缺失的小鼠模型；
　　2、我們發(fā)現(xiàn)Notch信號(hào)缺失會(huì)導(dǎo)致肝臟穩(wěn)態(tài)的喪失，具體表現(xiàn)為肝臟淤血樣改變，肝細(xì)胞、LSEC的異常增殖，正常

8、肝小葉結(jié)構(gòu)遭到破壞；
　　3、我們發(fā)現(xiàn)阻斷Notch信號(hào)會(huì)導(dǎo)致肝再生功能的障礙，具體表現(xiàn)為肝細(xì)胞、LSEC增殖能力減弱，肝臟失代償性增大，LSEC去分化，肝血竇阻塞，肝細(xì)胞合成、分泌白蛋白能力減弱；
　　4、通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，Notch信號(hào)直接影響肝細(xì)胞、LSEC的細(xì)胞生物學(xué)活性，Notch信號(hào)缺失，會(huì)導(dǎo)致肝細(xì)胞、LSEC的異常增殖，還會(huì)造成LSEC分泌VEGF、HGF、IL-6的功能障礙；
　　5、Notch信號(hào)

9、會(huì)影響到肝再生進(jìn)程中，骨髓來(lái)源EPC向外周的動(dòng)員和向肝臟的定向募集，阻斷Notch信號(hào)會(huì)增加EPC向外周血的動(dòng)員，但動(dòng)員出的EPC更難于募集到再生的肝臟；
　　6、Notch信號(hào)缺失的骨髓細(xì)胞無(wú)法正常參與到肝臟再生并促進(jìn)肝細(xì)胞、LSEC的增殖；
　　7、Notch信號(hào)對(duì)于維持體外培養(yǎng)的骨髓EPC的細(xì)胞活性至關(guān)重要，阻斷該通路會(huì)導(dǎo)致EPC增殖、粘附、集落形成、遷移、成管腔能力的減弱；
　　8、Notch信號(hào)對(duì)骨髓來(lái)源EP