Звездчатые клетки печени, утратившие Rspo3, меняют защитную функцию на разрушительную

Звездчатые клетки печени играют центральную роль в развитии фиброза этого органа. Однако их функции в норме оставались малоизучены. Крупный международный коллектив установил, что звездчатые клетки необходимы для защиты печени, поддержания ее организации и функционирования. Однако вышедшие из строя звездчатые клетки, по-видимому, теряют способность выполнять свою основную роль и вместо этого начинают разрушать печень.

Функции звездчатых клеток в здоровой печени изучали на мышах. Для этого звездчатые клетки уничтожили с помощью Cre-индуцибельной экспрессии рецептора дифтерийного токсина. Проточная цитометрия клеток печени, обедненной звездчатыми клетками, не выявила значимых изменений иммунного профиля. Однако печень имела меньшие размеры и содержала сниженное число гепатоцитов. Также в ней отмечались низкие уровни мРНК Ccnd1 — активного фактора пролиферации гепатоцитов.

Исходя из полученных данных, авторы решили выяснить роль звездчатых клеток в регенерации печени. После частичной (70% объема) гепатэктомии печень мышей, лишенная звездчатых клеток, восстанавливалась хуже. Соотношение массы печени и тела оставалось на меньших показателях, чем в контроле, а количества Ki-67⁺ и циклин D1⁺ гепатоцитов были снижены, как и уровни мРНК Mki67 и Ccnd1. На поздних стадиях в печени наблюдалась компенсаторная гиперпролиферация, характерная для состояний с нарушениями регенерации этого органа. Аналогичный эффект давало истощение звездчатых клеток через час после частичной гепатэктомии. Индукция пролиферации клеток печени с помощью TCPOBOP — агониста конститутивных рецепторов андростана — подтвердило, что этот процесс нарушался в отсутствие звездчатых клеток.

Четыреххлористый углерод (CCl₄) или ацетаминофен — соединения с гепатотоксическим действием — повреждали печень мышей намного меньше, если в ней не было звездчатых клеток. Уровень аланинаминотрансферазы (АЛТ) в сыворотке крови и площадь некротического очага были почти на 80% ниже, чем у мышей дикого типа. Однако эти вещества повреждают преимущественно перицентральную зону печени. Аллиловый спирт, который влияет преимущественно на перипортальную зону, напротив, оказывал более губительное действие на мышей и их печень в отсутствие звездчатых клеток.

Исследователи проверили, могут ли звездчатые клетки влиять на гепатоциты напрямую. Совместное культивирование звездчатых клеток и гепатоцитов значимо ускорило пролиферцию последних по сравнению с монокультурой, причем эффект не требовал прямого контакта между клетками.

Секвенирование РНК и иммуногистохимический анализ нормальной печени и печени, лишенной звездчатых клеток, показали, что эти клетки регулируют зонирование печени. Авторы попытались определить факторы, с помощью которых это происходит. Ключевую роль в зонировании печени и ее работе играет сигнальный путь Wnt/β-катенин. Анализ функционального обогащения подтвердил значительные изменения в этом пути после удаления звездчатых клеток из печени.

В списке топ-10 лигандов, опосредующих взаимодействие звездчатых клеток и гепатоцитов, вошел R-спондин 3 (Rspo3) — сильный положительный регулятор Wnt-пути. Его экспрессия была значимо повышена в звездчатых клетках, но почти не наблюдалась во всей остальной печени. Специфичная делеция Rspo3 в звездчатых клетках печени мышей воспроизводила ключевые особенности фенотипа животных, лишенных самих звездчатых клеток — у них подавлялась экспрессия генов-мишеней Wnt в клетках печени, менялось соотношение массы печени к массе тела и нарушалось зонирование печени.

Сравнение регенерации печени у мышей с делецией Rspo3 или полным отсутствием звездчатых клеток показало, что делеция оказывает похожий, но менее выраженный эффект. Как и при истощении звездчатых клеток, при делеции Rspo3 уменьшалось количество Ki-67⁺ и циклин D1⁺ гепатоцитов, а на поздних стадиях регенерации наблюдалась компенсаторная гиперпролиферация. Результаты анализа с помощью количественной ПЦР и иммуногистохимии прзволяют предположить, что это связано с Rspo3-зависимой регуляцией Ccnd1 — мишени Wnt и ключевого фактора регенерации печени.

Наконец, ученые проанализировали роль RSPO3 и изменений его экспрессии в клинически значимом контексте. Они измерили уровень этого белка в звездчатых клетках, выделенных из моделей фиброза печени различного генеза — токсического, билиарного или связанного с метаболически ассоциированной жировой болезнью печени (МАЖБП). Он был значительно снижен во всех случаях, причем по мере прогрессии заболевания продолжал снижаться. Изучив данные пациентов, исследователи обнаружили, что более высокая экспрессия RSPO3 ассоциирована со сниженной смертностью при МАЖБП и лучшими клиническими исходами. Они полагают, что динамическая регуляция уровня RSPO3 может лечь в основу терапевтических вмешательств при хронических заболеваниях печени.

Обнаружены два подтипа жировой болезни печени с разными исходами