Средний возраст печени любого человека — менее трех лет

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.