Notch信號通路調控肝再生的細胞生物學基礎及其分子機制的研究.pdf

1、肝臟作為人體最大的實質性臟器，在維持體內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，肝臟具有很強的再生能力，這可在一定程度上代償肝實質的破壞。然而致病因素的長期存在（如慢性肝炎），往往導致肝再生的異常，最終引起肝實質的結構異常和功能喪失，危及患者生命。因此，掌握肝臟再生的調控機制，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，剩余肝臟會代

2、償性再生，肝臟再生的實質是肝細胞的不斷增殖、擴增。肝細胞增殖主要依靠肝細胞生長因子（Hepatocytegrowthfactor，HGF）和白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）的作用，而這兩種細胞因子主要由一類肝臟非實質細胞——肝血竇內皮細胞（Liversinusoidalendothelialcell，LSEC）分泌。肝再生的過程伴有大量LSEC的增殖和更新。因此，LSEC對于維系肝細胞的功能狀態(tài)進而影響肝臟再生發(fā)揮著

3、重要的作用。此外，LSEC所構成的肝血竇又是肝臟微循環(huán)的基礎結構，它的正常結構對于維系肝臟功能至關重要。本課題我們將著重通過研究LSEC以及肝血竇的結構和功能變化，來闡明其對于肝再生的基本作用和其中包含的分子調控機制。
　　此外，既往研究已證實骨髓來源的干、祖細胞也參與到肝再生過程中。截至目前，尚無證據(jù)表明干、祖細胞可以直接分化為肝細胞進而促進肝再生。然而骨髓來源的內皮祖細胞（Endothelialprogenitorcell，E

4、PC）可以分化為成熟內皮細胞，這在多個組織、器官的損傷和修復過程中已被廣為證實。而肝再生過程中，骨髓來源的干、祖細胞也被證實參與LSEC的更新，它們可能直接分化為成熟的LSEC或通過旁分泌等途徑促進LSEC乃至肝細胞的增殖。由此看來，肝再生的進程可能是一個由肝細胞、LSEC等內源性因素和由骨髓來源EPC等外源性因素共同作用的結果。深入闡明肝再生的機制，我們需要從這兩個方面著手研究。
　　Notch信號途徑是人體最重要的信號轉導通路

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

6、h信號通路分子的廣泛變化。Notch信號途徑對于維持肝臟的穩(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程，并利用RBP-J條件性基因剔除模型，研究了RBP-J介導的Notch信號途徑在肝再生過程中的具體調控作用：主要是Notch信號通路如何通過調節(jié)LSEC和肝血竇的結構和功能來調控肝細胞的功能狀態(tài)，進而影響到肝再生進程；以及Notch信號通路如何通過調節(jié)EPC的功能，從而影響LSEC、肝細胞的功能狀態(tài)

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

8、肝小葉結構遭到破壞；
　　3、我們發(fā)現(xiàn)阻斷Notch信號會導致肝再生功能的障礙，具體表現(xiàn)為肝細胞、LSEC增殖能力減弱，肝臟失代償性增大，LSEC去分化，肝血竇阻塞，肝細胞合成、分泌白蛋白能力減弱；
　　4、通過體外實驗我們發(fā)現(xiàn)，Notch信號直接影響肝細胞、LSEC的細胞生物學活性，Notch信號缺失，會導致肝細胞、LSEC的異常增殖，還會造成LSEC分泌VEGF、HGF、IL-6的功能障礙；
　　5、Notch信號

9、會影響到肝再生進程中，骨髓來源EPC向外周的動員和向肝臟的定向募集，阻斷Notch信號會增加EPC向外周血的動員，但動員出的EPC更難于募集到再生的肝臟；
　　6、Notch信號缺失的骨髓細胞無法正常參與到肝臟再生并促進肝細胞、LSEC的增殖；
　　7、Notch信號對于維持體外培養(yǎng)的骨髓EPC的細胞活性至關重要，阻斷該通路會導致EPC增殖、粘附、集落形成、遷移、成管腔能力的減弱；
　　8、Notch信號對骨髓來源EP