Учёные обнаружили стволовые клетки печени

Учёные из Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute, HHMI, США) обнаружили стволовые клетки печени, отвечающие за регенерацию и обновление даже здорового органа. Результаты исследования опубликованы 5 августа 2015 года в журнале Nature.

«Мы нашли решение давно известной проблемы. Наше исследование показало, что печень, как и другие ткани, содержит стволовые клетки, которые заменяют утраченные клетки даже при отсутствии травмы или болезни», — говорит Рул Нассе (Roel Nusse), руководитель исследования.

Печень, в основном, состоит из гепатоцитов – узкоспециализированных клеток, выполняющих множество функций, в том числе — хранение витаминов и минералов, нейтрализация токсинов, регулирование уровня жиров и сахара в крови. Так как гепатоциты регулярно отмирают, они заменяются новыми, здоровыми клетками. Однако источник этих новых клеток до сегодняшнего дня был неизвестен.

Стволовые клетки способны к поддержанию собственной популяции, а также к дифференцировке в различные типы специализированных клеток. С их помощью обновляется кожа, восстанавливаются клетки крови и тканей, но стволовые клетки печени до сих пор были неизвестны науке. Существовала теория, что зрелые гепатоциты могут поддерживать свою популяцию путём деления. Однако доктор Нассе отмечает, что взрослые гепатоциты становятся настолько специализированными для функций печени, что утратили способность к делению.

«В зрелых гепатоцитах находится более двух копий хромосом. Это позволяет клеткам продуцировать большее количество белка, но делает невозможным их деление», — говорит Нассе.

Лаборатория под руководством Нассе изучает семейство белков Wnt, являющихся ключевыми регуляторами дифференцировки стволовых клеток. В своих исследованиях учёные используют генетически модифицированных мышей, у которых клетки реагирующие на Wnt, помечены флуоресцентным белком. Несколько лет назад учёные решили заняться поиском стволовых клеток в печени с помощью этих животных.

Руководителем исследования был назначен Брюс Ван (Bruce Wang), гастроэнтеролог из Центра гепатологии (Liver Center) в Калифорнийском университете (University of California, San Francisco, США). Ван исследовал флуоресцентно меченые, Wnt-чувствительные клетки печени генетически изменённых мышей и обнаружил стволовые клетки вокруг центральной печёночной вены.

После тщательного исследования найденных флуоресцентно меченых клеток, учёные заметили, что они достаточно быстро делились, постоянно пополняя собственную популяцию. Данное свойство обусловлено тем, что, в отличие от зрелых гепатоцитов, меченые клетки обладали только двумя наборами хромосом.

Исследуя дочерние стволовые клетки на протяжении года, учёные обнаружили, что у них изменилась специализация и увеличился набор хромосом, как у зрелых гепатоцитов.

Как и ожидалось, для поддержания «стволовости» стволовые клетки печени нуждаются в Wnt-сигналах. Группа Нассе обнаружила, что эндотелиальные клетки, выстилающие центральную вену, вокруг которой группируются стволовые клетки, высвобождают молекулы Wnt в ткань. Если стволовые клетки мигрировали в область, недоступную для Wnt, они утрачивают способность к делению и начинают дифференцироваться в зрелые гепатоциты. Доктор Нассе говорит, что данный процесс аналогичен поведению стволовых клеток в других тканях.

В настоящее время команда учёных исследует возможность регенерации печени после повреждений с помощью обнаруженных стволовых клеток. Планируется также изучение их участия в развитии рака печени.