Средний возраст печени любого человека — менее трех лет

С помощью ретроспективной радиоуглеродной датировки рождения клеток определили скорость, с которой обновляются клетки печени. Выяснилось, что в течение всей жизни человека печень остается молодым органом. В основном она обновляется за счет деления диплоидных гепатоцитов, в то время как полиплоидные гепатоциты делятся существенно реже, а их количество с возрастом увеличивается.

Изображение:

Цитоплазма гепатоцита: митохондрии (синий), гликоген (розовый), шероховатый эндоплазматический ретикулум (оранжевый).

Credit:

123rf.com

Давно известно, что зрелые гепатоциты человека способны делиться, однако скорость их естественного обновления не была достаточно изучена. Возможность перенести на человека результаты, полученные на короткоживущих модельных животных, вызывает сомнения, а применение инвазивных методов этически недопустимо. Однако с 2005 года для определения возраста человеческих клеток применяется метод ретроспективной радиоуглеродной датировки — retrospective radiocarbon (14C) birth dating of cells. Метод основан на том, что содержание радиоактивного изотопа 14C в геномной ДНК клетки зависит от его содержания в атмосфере; содержание же его в атмосфере повысилось в середине XX века из-за атмосферных испытаний ядерного оружия, а с 1963 года, после запрета таких испытаний, стало экспоненциально снижаться.

В исследовании использовали образцы печени от 53 человек возрастом от 20 до 84 лет, полученные посмертно при вскрытии (32 образца), а также прижизненно при резекции либо биопсии печени (21 образец). Ядра отделяли с помощью центрифугирования, а затем инкубировали с антителами к ядерному фактору гепатоцитов 4 альфа (HNF4α) и очищали фракцию ядер гепатоцитов методом флуоресцентно-активированной сортировки клеток (FACS). Количество двухъядерных и одноядерных полиплоидных гепатоцитов измеряли с помощью автоматического анализа изображений.

Полиплоидизация гепатоцитов млекопитающих, то есть увеличение числа наборов хромосом в них, считается следствием недостаточности процессов деления, которая прогрессирует с возрастом (хотя возможна и реверсия полиплоидии). Доля полиплоидных гепатоцитов возрастает при хирургической резекции, токсических и окислительных воздействиях, метаболической перегрузке; связь полиплоидизации с функцией печени сложна и неоднозначна.

Ретроспективный анализ несортированных ядер клеток печени показал, что средний возраст клеток составляет менее трех лет. Анализ очищенной фракции ядер гепатоцитов показал средний возраст 2,7 года (обновление 19% в год) для образцов от молодых людей и 2,9 года (обновление 17% в год) для образцов от пожилых людей. Полиплоидные гепатоциты человека сохраняют способность к делению, однако делятся в семь раз реже, чем диплоидные, и составляют популяцию долгоживущих клеток.

Доля диплоидных гепатоцитов составляет 69% у молодых людей (20-45 лет) и снижается у старых (>65 лет) до 58%. Соответственно, почти до 40% повышается доля полиплоидных гепатоцитов, в основном с двумя диплоидными ядрами или одноядерных тетраплоидных. Гепатоцитов более высокой плоидности у взрослых меньше 10%, в том числе менее 5% в молодом и среднем возрасте (<65 лет).

Для сравнения, у мышей 95% гепатоцитов становятся полиплоидными уже в конце периода грудного вскармливания и не обновляются в течение 1,5 лет (т.е. практически всю жизнь).

Таким образом, показано, что большинство человеческих гепатоцитов — короткоживущие клетки, обновление печени у человека, в отличие от мыши, происходит в течение всей жизни, а доля полиплоидных гепатоцитов с возрастом увеличивается.

Источник

Heinke, P. et al. // Diploid hepatocytes drive physiological liver renewal in adult humans. // Cell Systems (May 2022). DOI: 10.1016/j.cels.2022.05.001

Добавить в избранное

Вам будет интересно