Взаимодействие холангиоцитов и мезенхимальных клеток печени регулирует ее регенерацию

Печень — единственный орган, регенерация которого настолько высока, что возможна его трансплантация от живого донора. В настоящее время немного известно о том, как осуществляется контроль регенерации печени и существует ли способ запустить данный процесс извне. В новой работе международная группа ученых впервые показала, что на пролиферацию холангиоцитов — эпителиальных клеток желчных протоков — влияют не только растворимые факторы роста, но и межклеточные контакты с мезенхимальными клетками. Также описана роль сигнального пути Notch.

Первая часть работы была проведена in vivo на мышиной модели острой печеночной недостаточности. В ходе эксперимента печень извлекали и при помощи иммунофлуоресценции подсчитывали количество контактов между мезенхимальными клетками и холангицитами. Мезенхимальные клетки, прилегающие к холангиоцитам, экспрессировали PDGFRα (platelet-derived growth factor receptoralpha) и SCA1 (stem cell antigen 1).

Результаты показали, что количество контактов и соотношение находящихся поблизости клеток меняется в ходе регенерации. До повреждения количество контактов большое. На один холангиоцит приходится приблизительно 0,3 мезенхимальные клетки. В начале регенерации число эпителиальных клеток желчных протоков увеличивается, соотношение мезенхимальных клеток к холангиоцитам падает от 0,3:1 до 0,1:1. В конце восстановления печени за счет активного деления клеток мезенхимы соотношение клеток и число контактов возвращаются к норме, деление эпителиальных клеток замедляется.

Таким образом, обе клеточные популяции пролифелируют, но в разное время — сначала холангиоциты, потом мезенхима. Предположительно, при повреждении печени эпителиальные клетки получают приоритетный митогенный сигнал. После восстановления повреждений начинает увеличиваться число мезенхимальных клеток, восстанавливаются клеточное соотношение и число контактов, устанавливается гомеостаз.

Вторую часть работы выполнили на впервые полученной двойной культуре мышиных эпителиальных клеток желчных протоков и мезенхимальных клеток. Клетки в гелеобразной среде с факторами роста образовывали органоиды.

Ученые секверировали РНК клеток желчных протоков, выращенных в разных условиях. Так, выращенные в среде без факторов роста холангиоциты, которые культивировали совместно с мезенхимальными клетками, были похожи на культуру, выращенную в присутствии ростовых факторов. Это подтверждает, что именно клетки с мезенхимальным фенотипом вырабатывают митогенные факторы, которые важны для образования органоидов.

С другой стороны, контакты мезенхимальных клеток и холангиоцитов тормозят пролиферацию последних. Авторы предположили, что в остановке деления отчасти участвует сигнальный путь Notch. Предположение подтвердили идентификацией рецепторов и лигандов на мембранах клеток, а также в опытах по нокдауну генов сигнального пути при помощи малых интерферирующих РНК.

Ученые показали, что динамическая регуляция процесса регенерации печени осуществляется путем взаимодействия между разными типами клеток. Авторы исследования считают, что их результаты можно будет использовать для стимуляции процесса регенерации печени после повреждений, а также при поиске механизмов образования рака и хронических заболеваний печени.