触摸调节肝脏再生的细胞类型

从亚里士多德时代起，人们就知道人类肝脏具有人体中任何器官的最大再生能力，即使从70%的截肢中也能再生，这使活体供体移植成为可能。出国看病获悉，虽然肝脏在受伤后完全再生，但调节如何激活或停止这个过程以及当再生终止时的机制仍不得而知。

德国德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所（MPI-CBG）、古尔登研究所（英国剑桥）和剑桥大学（生物化学系）的研究人员现在发现，一种调节细胞类型——间质细胞——可以激活或阻止肝脏再生。

中性细胞通过它们与再生细胞（上皮细胞）建立的接触次数来达到这个目的。这项研究表明，再生过程中的错误，可能导致癌症或慢性肝病，是由两个群体之间的接触次数错误造成的。据出国看病所知，这项研究在2021年8月2日发表在《细胞干细胞》杂志上的一篇论文中进行了描述。

成人肝细胞触发再生反应的分子机制在很大程度上仍不得而知。欧洲约有2900万人患有慢性肝病，如肝硬化或肝癌。它们是发病率和死亡率的主要原因，全世界每年约有200万人死于肝病。目前，没有治愈和肝脏移植是唯一的治疗肝衰竭。因此，科学家们正在探索如何触发肝脏再生能力的新选择，作为恢复功能的替代手段。

迷你肝脏的开发

德累斯顿马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究人员与剑桥大学古尔登研究所的同事一起研究成人肝脏再生的生物学原理。2013年，梅里特塞尔·赫奇与汉斯·克莱弗斯教授共同开发出第一个肝器官——实验室中一道菜中由小鼠肝细胞产生的微型肝组织。研究人员甚至成功地将这种器官移植到老鼠体内，使小鼠能够执行肝脏功能。2015年，他们成功地将这种肝器官技术转移到人类肝脏活检的培养皿中生长人类肝脏，并于2017年从人类肝癌中开发出类似的系统。Huch 实验室位于剑桥大学古尔登研究所，直到 2019 年，然后转移到 MPI-CBG。

令人惊讶的，令人兴奋的观察

成人肝脏的两个主要功能细胞是肝细胞，它执行肝脏的许多功能，和导管细胞，形成小管道网络，将胆汁输送到肠道。这些细胞与其他支持细胞（如血管或发热细胞）协同工作。对于构建肝器官，研究人员最初只使用胆管的导管细胞。为了改进这个模型，使其更类似于真正的肝脏，博士生卢西亚·科尔德罗-埃斯皮诺萨和博士后研究员安娜·道巴伊计划建立一个更复杂的肝器官，更好地模仿成人肝脏组织的细胞相互作用和结构。

为此，他们添加了肝膜——结缔组织的一种调节细胞，支持胆管的管状结构。Anna Dowbaj说："我们把由导管细胞制成的器官旁边的间质细胞放在培养皿中，发现它们没有接触或连接，就像它们在原生组织中那样。研究人员联系了剑桥大学的弗洛里安·霍尔费尔德，他知道一种能够将细胞组合在微小凝胶中的方法，使它们能够相遇并建立联系。Anna 继续说："我们很高兴看到我们新的、更复杂的器官是如何在盘子中重新概括组织结构的，因此我们决定研究细胞的行为方式，并在显微镜下拍摄它们。

令我们吃惊的是，我们看到了一个完全意想不到的行为：组织（器官）在与中性细胞接触时收缩，但在缺乏接触的情况下生长。这种自相矛盾的行为非常惊人，但可以帮助我们解释为什么组织在再生过程中增殖或停止增殖"。

少即是多，多是少

在健康的肝脏中，导管细胞和间质细胞之间有一定数量的接触，这告诉导管细胞不要使自己更自在，而只是保持原样。一旦组织受到损伤，间质细胞就会减少与导管细胞的接触次数，从而可以繁殖来修复损伤。研究人员通过观察得出结论，控制为修复受损组织而生产多少细胞的不是两种细胞类型的绝对数量，而是细胞接触的数量。感性细胞接触过多意味着产生的新导管细胞更少或根本没有，接触次数减少意味着正在产生更多的细胞。这一规定非常重要，因为当没有信号显示导管细胞停止繁殖以修复组织时，可能会出现过度生产，从而可能导致癌症。

负责这项研究的梅里特塞尔·赫奇总结道："这是我们第一次能够让这些接触可见，我们第一次证明了它们的存在。我们之所以能够做到这一点，是因为我们的器官系统。尽管我们在活体外的盘子里做了实验，但我们认为在生物体内也发生了同样的过程。在损伤再生过程中，我们在固定的时间点看到了这一点，但到目前为止，我们无法在生物体中观察到这一点，因为该技术不可用。虽然我们的研究侧重于肝脏的导管-心电图相互作用，但我们可以想象，类似的机制发生在任何其他细胞数量动态变化的系统中，如肺部或乳房组织。

当然，在遥远的未来，我们希望创建一个具有所有细胞类型的肝器官。有了这样的器官，你可以测试药物，看看这些是否不仅影响再生细胞，而且影响他们的支持环境。但为此，我们需要等到技术可用。