Регенерация печени — это процесс, с помощью которого печень может заменить потерянную ткань печени любой оставшейся тканью. Печень — единственный висцеральный орган, обладающий способностью к регенерации. После хирургического удаления или химической травмы печень может регенерировать. Известно, что только 51% исходного веса печени может восстановиться до своего полного объема. Процесс регенерации у млекопитающих — это в основном компенсация роста, поскольку заменяется только вес печени, но не ее форма. Однако у низших видов, таких как рыба, размер и форма печени могут быть изменены.
Механизм
Есть два события, при которых печень имеет способность к регенерации: одно — это частичная гепатэктомия, а другое — повреждение печени токсинами или инфекциями (1). Описанные ниже процессы относятся к проводящим путям, индуцированным после частичной гепатэктомии.
После частичной гепатэктомии процесс регенерации проходит в три этапа. Первая фаза — это начальная фаза, на которой активируются сотни генов, чтобы подготовить печень к регенерации. Эта фаза прайминга происходит через 0-5 часов после гепатэктомии и в основном связана с событиями, предшествующими вхождению в клеточный цикл, и позволяет гепатоцитам поддерживать свои гомеостатические функции. Вторая фаза связана с активацией различных факторов роста, таких как EGFR (рецептор эпидермального фактора роста) и c-Met. Эти два фактора являются основными ингредиентами регенерации печени. Последняя фаза связана с прекращением пролиферации TGF-β (трансформирующий фактор роста бета).
Сразу после гепатэктомии активируются множественные сигнальные пути, запускающие процесс регенерации. Во-первых, это повышение активности урокиназы. Известно, что урокиназа активирует ремоделирование матрикса. Это ремоделирование вызывает высвобождение HGF (фактора роста печени), и из этого высвобождения c-Met теперь также может быть активирован. EGFR также активируется таким же образом, как c-Met, и эти два фактора роста играют важную роль в процессе регенерации. Эти процессы происходят вне гепатоцитов и заставляют печень восстанавливаться. После завершения этих процессов гепатоциты могут попасть в печень, чтобы запустить процесс пролиферации. Это связано с тем, что существует связь между β-катенином (внутри гепатоцита) и факторами роста EGFR и c-Met (вне гепатоцита). Эта связь может иметь место, потому что β-катенин и Notch-1 попадают в ядро гепатоцита примерно через 15-30 минут после гепатэктомии. Присутствие этих двух белков усиливает регенеративный ответ, а HGF и EGFR действуют как прямые митогены и могут вызывать сильный митогенный ответ на пролиферацию гепатоцитов.
По завершении регенерации TGF-β останавливает пролиферацию, вызывая апоптоз. TGFβ1 подавляет пролиферацию гепатоцитов, ингибируя HGF. Как упоминалось выше, высвобождение HGF, активируемого урокиназой; следовательно, TGF-β1 также ингибирует активность урокиназы. Этот процесс может вернуть гепатоциты в спокойное состояние.
Иногда гепатоциты не обладают способностью к размножению, и возможна альтернативная форма регенерации — восстановление печени. Это можно сделать с помощью желчных эпителиальных клеток, которые обладают способностью превращаться в гепатоциты, когда первичные гепатоциты имеют проблемы с пролиферацией. Желчные клетки выполняют две функции: одна — это нормальный транспорт желчи, а вторая — становиться стволовыми клетками для гепатоцитов. То же самое происходит наоборот, когда гепатоциты могут превращаться в желчные клетки, когда они не могут воспроизводиться. Оба эти типа клеток являются факультативными стволовыми клетками друг для друга. Стволовые клетки инсульта изначально страдают той же судьбой, но при повреждении они могут функционировать как стволовые клетки другого типа. Эти два типа клеток могут восстанавливать ткань печени, даже если нормальный механизм регенерации печени не работает.
Функция
Способность печени к регенерации имеет решающее значение для гомеостаза печени. Поскольку печень является основным местом детоксикации лекарств, она подвергается воздействию многих химических веществ в организме, которые потенциально могут вызвать гибель клеток.и повреждение.Печень может регенерировать поврежденную ткань, предотвращая ее повреждение.Однако прогноз истинной скорости регенерации печени зависит от того, сверхэкспрессируется ли интерлейкин 6.Регенерация печени также важна для пациентов с заболеванием печени, где частичное удаление печени из-за фиброза или опухоли является обычной терапией, которая использует способность оставшейся печени к регенерации.
Экспериментальные модели
Для изучения регенерации печени используются два основных типа моделей, включая хирургическое удаление, также называемое частичной гепатэктомией (PHX), и химическое повреждение печени.Хотя механизмы и кинетика регенерации печени различны в двух моделях, многие из одних и тех же сигнальных путей стимулируют регенерацию печени в обоих путях.
