调控肝再生的基因和生长因子的研究进展

肝脏是哺乳动物具有很强再生能力的器官.随着分子生物学理论和实验技术的不断发展,尤其是1931年Higgins和Anderson建立了大鼠2/3肝切除模型后,人们可以在实验肝脏学基础上研究肝再生的分子机理,极大地促进了有关研究的发展[1].现在知道,肝再生涉及到细胞的激活、去分化、增殖、再分化、组织结构和功能重建等不同阶段,且每个阶段的进程都受到严格调控.与之有关的基因、生长因子和蛋白质等也在不断地被发现和鉴定,我们在本文中就与肝再生有关的基因和生长因子作一简要介绍.

生长激素和肝细胞生长因子对大鼠肝大部切除后再生的影响

目的:了解肝大部分切除后再生过程中甲胎蛋白(α-FP)、端粒酶活性(TA)和肝脏组织学、肝功能的变化,探讨促肝细胞生长因子、生长激素治疗对肝细胞再生及甲胎蛋白、端粒酶活性和肝脏组织学、肝功能的影响.方法:选取体重200g左右大鼠36只并随机分成6组,其中组1进行肝大部分切除后生长激素(GH)治疗;组2进行肝大部分切除后应用肝细胞生长因子(HGF)治疗;组3仅进行肝大部分切除而不给予任何药物治疗;组4、组5、组6均不进行切除手术,但组4和组5分别给予生长激素、肝细胞生长因子治疗,组6则不给予任何治疗.1 wk后取材,再生肝组织端粒酶活性采用PCR-ELISA法检测,血清甲胎蛋白含量采用夹心ELISA法检测.另外,肝组织还作病理切片观察.结果:手术组TA,AFP,ALT,GGT值均显著高于非手术组(两组TA分别为1.33±0.26,0.496±0.054,P＜0.01;两组AFP分别为62.9±13.5μg/L,8.9±2.8μg/L,P＜0.01;两组ALT分别为1 204±0.57 nkat/L,61.11±15.48 nkat/L,P＜0.05;两组GGT分别为10.72±1.58 nkat/L,5.75±1.78nkat/L,P＜0.01),而手术组ALB则显著低于非手术组(分别为28.1±3.0g/L,31.4±2.3g/L,P＜0.01).组1的ALT显著高于组2和组6(三组ALT分别为82.16±18.5 nkat/L,60.83±7.96 nkat/L,66.67±11.02 nkat/L,P分别＜0.01,0.05),组2和组3的ALB显著低于组6(三组ALB分别为28.3±4.1g/L,26.9±2.3g/L,31.8±2.1g/L,P分别＜0.05,0.01).组1、组2和组3的TA(三组TA分别为1.56±0.18,1.38±0.10,1.04±0.12)及AFP值(三组AFP值分别为75.9±9.6μg/L,59.6±12.2μg/L,53.1±7.0μg/L)显著高于组4、组5及组6(三组TA分别为0.48±0.04,0.52±0.06,0.48±0.06)(三组AFP值分别为10.3±3.4μg/L,9.6±2.4μg/L,6.9±0.8μg/L)(两指标P值均＜0.01).组织病理学研究发现手术组的残肝和非手术组的肝脏大体组织形态学差异不大,而手术组的再生肝则无典型的肝小叶结构,但可见肝窦,且细胞排列较残肝和非手术组肝脏更密集.结论:促肝细胞生长因子、生长激素能显著促进肝细胞再生,并且促肝细胞生长因子有利于肝细胞膜的稳定性及肝功能的恢复,而生长激素有明显促进白蛋白合成的作用.

筛选与克隆肝再生增强因子结合蛋白的基因

目的:人肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)是一种蛋白质,组织分布比较广泛,功能多样,在肝脏再生过程起一定的作用,但是其对于再生作用的机制还不清楚,采用酵母双杂交体系寻找与ALR相互作用的肝细胞蛋白,探讨ALR的生物功能.方法:应用酵母双杂交系统3,构建ALR诱饵质粒,转化酵母AH109,与含人肝细胞cDNA文库质粒的酵母Y187进行配合,于涂有x-α-gal营养缺陷型培养基(SD/-Trp-Leu-His-Ade)上筛选生长.挑选蓝色克隆,提取此酵母克隆的质粒转化大肠杆菌提取质粒DNA后进行测序,然后进行生物信息学分析.结果:筛选出36个与ALR特异性相互作用的克隆,其中14个为金属硫蛋白,12个为人血清白蛋白,3个为硒蛋白P,1个是与GenBank中基因组数据库hgts中DNA序列(AC099651)高度同源的未知功能基因.结论:初步克隆了与ALR肝结合蛋白基因,根据所克隆到的基因,对以后研究ALR的功能有一定的提示作用;为以后研究这些能与ALR相互作用的基因在肝细胞中的生理功能奠定了基础.

骨髓造血干细胞与肝再生的相关性研究

感染、中毒等引起的急慢性肝损伤治疗是临床医学领域的世界性难题,干细胞的研究为肝再生提供了全新的思路.肝再生的细胞学机制涉及肝细胞、肝干细胞和骨髓干细胞等.新近发现骨髓造血干细胞具有向肝细胞转化的潜能,可以在体内外被诱导分化为肝样细胞,移植到肝损伤动物体内可以修复肝组织损伤,这为肝再生研究开辟了新的途径.对骨髓造血干细胞参与肝细胞再生的深入研究,有可能找到肝损伤治疗的有效措施.

基因表达谱芯片技术筛选肝再生增强因子反式调节基因

目的:为了阐明人肝再生增强因子(augmenter of liverregeneration,ALR)的表达对于肝细胞基因表达谱的影响,我们应用基因芯片技术,对于转染和未转染的HepG2细胞进行了分析.方法:从HepG2细胞RNA中用反转录聚合酶链反应法(RT-PCR)扩增出ALR编码区DNA,常规分子生物学技术构建ALR的真核表达载体pcDNA3.1(-)-ALR,利用脂质体转染技术转染HepG2细胞,ALR的表达以Western blot杂交技术证实.从转染和非转染细胞HepG2种提取总mRNA,逆转录为cDNA,并进行基因芯片技术分析.结果:经过限制性内切酶分析和序列测定,证实pcDNA3.1(-)-ALR构建正确.ALR在HepG2细胞中的表达以Westernblot杂交技术得到证实.对于ALR重组表达载体和空白载体转染的HepG2细胞的基因表达谱,利用基因芯片技术进行分析.结果表明,2种基因的表达水平上调,24种基因的表达水平下调.这些基因包括淀粉酶α、肿瘤坏死因子受体、金属蛋白酶1组织抑制因子、性激素相关蛋白等基因,相信这些类型的基因在ALR所发挥的生物学效应起到重要的作用.结论:ALLR于肝细胞基因表达谱存在一定影响;基因芯片技术是分析蛋白反式调节基因表达谱的重要技术途径,有助于了解ALR对肝细胞和其他生物学功能的调节作用.

Objective.To search for genomic DNA sequence of the augmenter of liver regeneration (ALR) of rat.Methods.Polymerase chain reaction (PCR) with specific primers was used to amplify the sequence from the rat genome.Results.A piece of genomic DNA sequence and a piece of pseudogene of rat ALR were identified.The lengths of the gene and pseudogene are 1508 bp and 442 bp,respectively.The ALR gene of rat includes 3 exons and 2 introns.The 442 bp DNA sequence may represent a pseudogene or a ALR related peptide.Predicted amino acid sequence analysis showed that there were 14 different amino acid residues between the gene and pseudogene.ALR related peptide is 84 amino acid residues in length and relates closely to ALR protein.Conclusion.There might be a multigene family of ALR in rat.

肝再生增强因子在抗-Thy1.1肾炎大鼠肾组织中的表达及变化

肝再生增强因子(augmenter of liver regeneration,ALR)是从大鼠肝组织中克隆的促肝细胞增殖因子.ALR在正常人和大鼠几乎所有的器官组织都有表达,其中肾组织的表达量较高,仅次于肝脏和睾丸.近我们的研究发现,重组大鼠ALR(rrALR)能明显促进大鼠系膜细胞的增殖以及TGF-β的分泌[1].我们拟通过本研究进一步了解它在抗-Thy1.1肾炎大鼠肾组织中的表达部位、表达水平的改变及其与病变的关系.

BACKGROUND: Gadolinium chloride (GdCl3) selectively in-activates Kupffer cells and protects against ischemia/reperfu-sion and endotoxin injury. However, the effect of Kupffer cell inactivation on liver regeneration after partial liver transplan-tation (PLTx) is not clear. This study was to investigate the role of GdCl3 pretreatment in graft function after PLTx, and to explore the potential mechanism involved in this process.
METHODS: PLTx (30% partial liver transplantation) was per-formed using Kamada's cuff technique, without hepatic artery reconstruction. Rats were randomly divided into the control low-dose (5 mg/kg) and high-dose (10 mg/kg) GdCl3 groups. Liver injury was determined by the plasma levels of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase, liver regen-eration by PCNA staining and BrdU uptake, apoptosis by TU-NEL assay. IL-6 and p-STAT3 levels were measured by ELISA and Western blotting.
RESULTS: GdCl3 depleted Kupffer cells and decreased animal survival rates, but did not significantly affect alanine amino-transferase and aspartate aminotransferase (P>0.05). GdCl3 pretreatment induced apoptosis and inhibited IL-6 overex-pression and STAT3 phosphorylation after PLTx in graft tissues.
CONCLUSION: Kupffer cells may contribute to the liver re-generation after PLTx through inhibition of apoptosis and activation of the IL-6/p-STAT3 signal pathway.