特异性表达的Notch信号调控肝脏再生的机制研究

The mechanism of organ regeneration has been widely discussed in recent years. Mice partial hepatectomy was classic animal models to evaluate liver regeneration. Previously, we found RBP-J depent Notch signaling pathway may play important role in regulating liver regeneration. In this project, we would like to use liver specific RBP-J deletion mice, to investigate the effect of Notch/RBP-J pathway on liver regeneration and to illustrate cell interactions among hepatocytes and liver sinusoidal endothelial cells under Notch regulation. Hopefully, we may finally find a brand new target to cope with hepatic diseases.

哺乳动物组织再生调控机理的阐明具有极其重要的理论和临床意义。肝脏部分切除- - 再生是哺乳动物实体器官再生研究的典型模型。最近的文献报道和我们的前期研究发现，转录因子RBP-J介导的Notch信号途径在小鼠肝组织再生中可能发挥重要作用。本课题拟在此基础上，利用我们已具有的肝脏特异性RBP-J剔除小鼠模型，研究Notch信号阻断情况下肝脏部分切除- - 再生过程的改变，分析在这一过程中肝脏主要细胞亚群（肝细胞、肝血窦内皮细胞等）的变化及相互作用，明确介导这些细胞变化的主要分子和信号途径，以及在这一过程中Notch信号途径和其他信号通路的关系。这些研究可明确Notch信号途径在参与肝脏再生过程中所扮演的重要角色及其作用机理，为研究有关肝脏疾病的预防和治疗，以及了解组织再生的调控机理提供理论依据。

肝脏具有很强的再生能力，在一定程度上可代偿疾病肝实质的破坏。但致病因素的长期存在（如乙肝），往往导致肝再生能力的异常，最终引起肝实质的结构异常和功能丧失。因此，阐明肝再生的调控机制具有紧迫的临床需求。.大量文献表明，Notch信号途径对细胞的分化、增殖、凋亡有重要的调控作用，广泛参与组织器官的发育、生长以及再生进程。我们的既往研究证实，转录因子RBP-J 介导的Notch 信号途径是影响肝再生的重要信号通路，然而其准确的分子机制尚不明确。肝脏部分切除——再生是哺乳动物实体器官再生研究的典型模型，本项目在成功建立2/3大鼠肝切除模型的基础上，通过一系列体内外实验证实：① 肝切除术后肝细胞增殖程度、血清肝细胞生长因子（HGF）、上皮生长因子（EGF）、Hes1 和血管内生长因子（VEGF）及Notch 信号表达强度显著升高。② 给予大鼠腹腔注射γ-分泌酶抑制剂FLI-06 后，抑制剂组肝重体重比明显低于对照组，Notch 信号表达强度及肝再生程度显著被抑制。③ 阻断Notch 信号使肝细胞的细胞周期阻滞于S 期向 M 期的转化，肝细胞有丝分裂被抑制，PCNA 及Ki67 染色强度显著降低。④ 进一步研究显示，阻断Notch 信号使肝细胞再生过程中Cyclin E1、Cyclin A2 和Cyclin B1 细胞周期蛋白表达显著降低，而Cyclin D1 表达无变化。⑤ 应用Akt 通路抑制剂Akti-1/2、Hif-1α 抑制剂PX-478 后，肝细胞增殖及细胞周期均显著被抑制，血清HGF和EGF 含量也出现明显降低。⑥ 当给予FLI-06 阻断Notch 信号重要配体Jagged-1 后，肝细胞内p-Akt、Hif-1α 和Cyclin E1 的表达显著被抑制。⑦ 进一步在体外实验中，将肝细胞培养基质中加入外源性Jagged-1，并给予Akti-1/2 和PX-478，发现Akti-1/2 可对抗Jagged-1 对Akt 和Cyclin E1 活性的激活作用，而PX-478 可对抗Jagged-1 对Hif-1α 和Cyclin E1 活性的激活作用。.综上所述，本项目首次证实Notch / Akt / Hif-1α 信号通路在肝再生过程中发挥重要调节作用，其表达缺失对肝组织再生具有负性调控作用。这些重要的节点分子为临床肝功能衰竭治疗提供了新的治疗靶点。