محققان سلول های مسئول نگهداری و بازسازی کبد را شناسایی کردند

26 فوریه 2021- در حالی که از دوران باستان، قدرت رشد و بازسازی شگفت انگیز کبد شناخته شده است، اما این که کدامیک از سلولهای کبد مسئول نگهداری و بازسازی این ارگان هستند، همچنان یک راز باقی مانده بود.

اکنون، محققان موسسه تحقیقات مرکز پزشکی کودکان درUT Southwester ، سلولهای مسئول نگهداری و بازسازی کبد را شناسایی کرده و در عین حال محل قرار گرفتن آنها را در کبد مشخص نمودند.

این یافته ها، که امروز در Science گزارش شده است، می تواند به دانشمندان در پاسخ به سوالات مهمی در مورد نگهداری کبد و آسیبهای کبدی مانند کبد چرب یا بیماری کبدی الکلی و سرطان کبد کمک کند.

کبد عملکردهای حیاتی را در بدن- از جمله سم زدایی شیمیایی، تولید پروتئین خون، دفع صفرا و تنظیم متابولیسم انرژی- انجام می دهد. از نظر ساختاری، کبد از واحدهای بافتی به نام لوبول(lobules) تشکیل شده است که در صورت تهیه ی مقطع عرضی، شبیه لانه زنبور هستند.

لوبول ها در مناطق متحدالمرکزی سازمان یافته اند که در آنها هپاتوسیتها، نوع سلول اصلی کبد، عملکردهای متنوعی را انجام می دهند. طی 10 سال گذشته، این بحث وجود داشته است که آیا تمام سلولهای کبدی در لوبول به تولید سلولهای جدید کمک می کنند یا زیرمجموعه خاصی از سلولهای کبدی یا سلولهای بنیادی مسئول آن هستند؟

تلاش های قبلی برای شناسایی سلول هایی که بیشترین نقش را در بازسازی کبد دارند، به دلیل کمبود نشانگرها برای تشخیص و مقایسه ی عملکردهای متمایز سلولهای کبدی در مناطق مختلف ناموفق بود. دانشمندان در آزمایشگاه دکتر Zhu، با مقایسه ژن هایی که سلولهای کبدی را در سراسر کبد مشخص می کنند، به این موضوع پرداختند.

آنها با استفاده از این روش، ژنهایی را شناسایی كردند كه فقط در زیرمجموعه ی خاصی از سلولهای كبدی روشن می شوند و سپس از این ژنها به عنوان ماركر برای تشخیص هویت و كاركردهای مختلف زیر مجموعه های سلولهای كبدی استفاده کردند. آنها 11 سویه ی جدید از موشها را پرورش دادند که هرکدام از آنها حامل یک نشانگر برای یک زیرمجموعه خاص از سلولهای کبدی بودند.

محققان همراه با سه سویه قبلی از موش ها، نحوه تکثیر یا ناپدید شدن سلولهای لیبل دار را با گذشت زمان بررسی کردند تا دریابند که کدامیک مسئول بازسازی کبد پس از آسیب هستند. این آزمایشات به محققان اجازه داد تا مستقیماً نقش زیرمجموعه های مختلف سلولهای کبدی را در نگهداری و بازسازی کبد با هم مقایسه کنند.

محققان کشف کردند که سلولهای موجود در منطقه 2، سلولهای کبدی جدیدی را تشکیل می دهند که هر سه منطقه لوبولهای کبدی را در بر می گیرد در حالی که سلولهای مناطق 1 و 3 ناپدید می شوند. این مشاهدات غیر منتظره نشان داد که جمعیت کمیابی از سلولهای بنیادی مسئول نگهداری کبد نیستند، بلکه در عوض، یک مجموعه از سلولهای کبدی بالغ در یک منطقه خاص از کبد وجود دارند که به طور منظم تقسیم می شوند و سلولهای کبدی جدید را برای سراسر کبد تولید می نماید.

محققان آزمایشگاه دکترZhu ، همچنین موش ها را در معرض مواد شیمیایی قرار دادند تا اشکال متداولی از آسیب کبدی را شبیه سازی کنند، نتایج این بخش از تحقیق نشان داد که سلول های منطقه 2، بیشتر قادر به فرار از مرگ، بازسازی سلول های کبدی و حفظ عملکرد کبدی هستند.

دکتر Hao Zhu،سرپرست این مطالعه و دانشیار موسسه ی تحقیقات مرکز پزشکی کودکان در مرکز پزشکی UT Southwestern، گفت: در انسان، سلولهای مناطق 1 و 3 اغلب توسط الکل، استامینوفن و هپاتیت ویروسی آسیب می بینند. بنابراین منطقی است که سلولهای منطقه 2، که از آسیبهای سمی واقع در دو انتهای لوبول محافظت می شوند، در موقعیت اصلی برای بازسازی کبد قرار گیرند. با این حال، تحقیقات بیشتری برای درک نقش انواع مختلف سلولها در کبد انسان لازم است.

اعضای آزمایشگاه دکترZhu ، برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مکانیسم هایی که سلولهای کبدی در منطقه 2 برای بازسازی عملکرد کبدی استفاده می کنند، غربالگری ژنتیکی را بمنظور شناسایی ژن های مهمی که در رشد و بازسازی کبد نقش دارند، انجام دادند.

آنها مسیری را کشف کردند که به عنوان محور"IGFBP2-mTOR-CCND1" شناخته می شود، که در منطقه 2 فعال، اما در مناطق 1 و 3 کمتر فعال بود. هنگامی که آنها اجزای این مسیر را در موش ها حذف کردند، سلول های منطقه 2 دیگر سلولهای کبدی جدید ایجاد نکردند، این موضوع نشان می دهد که این مکانیزم، مسئول توانایی سلولهای منطقه 2 در احیاء و بازسازی سلولهای کبدی است.

دکتر Zhu، گفت: شناسایی سلولهای کبدی منطقه 2 به عنوان یک جمعیت احیا کننده به برخی سوالات اساسی در مورد زیست شناسی کبد پاسخ می دهد و می تواند پیامدهای مهمی برای بیماریهای کبد داشته باشد. علاوه بر این، از ابزارهایی که ما برای بررسی انواع مختلف سلولهای کبدی ابداع کردیم می توان برای بررسی نحوه پاسخ سلولهای مختلف به آسیب کبدی یا تغییرات ژنتیکی که باعث سرطان کبد می شوند، استفاده کرد.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20210226/Researchers-identify-cells-responsible-for-maintenance-and-regeneration-of-liver.aspx