Reg1作为再生起始因子在肝脏受损修复中的功能和作用机制

Following severe injury hepatocytes are increasingly senescent, the choliangiocytes will dedifferentiate into bipotential progenitor cells and then differentiate to mature hepatocytes and choliangiocytes to complete the regeneration. However, the mechanisms about the transdifferentiation of biliary duct to hepatocyte remains unclear. This subject uses zebrafish as animal model to positional clone the candidate gene of SWU001 and analyze the phenotype and mechanisms of reg1 in initiating the liver regeneration. The contents of the project contain four parts: 1) the phenotype analyzing of SWU001; 2) Positional clone the candidate gene of SWU001; 3) The expression pattern of reg1 in liver regeneration and it’s function the initiation of liver regeneration; 4) The molecular mechanism of Reg1 involved in regulating the initiation of liver regeneration. The aim of this study is to explore and reveal the important role of reg1 in the initiation of liver regeneration by the method of developmental biology, genetics, molecular biology and cellular biology. This project will further explore the key factors in regulating the initiation of liver regeneration, which is of great theoretical significance for the liver regenerative medicine.

肝病晚期残留的肝脏细胞失去自我增殖能力，成熟的胆管细胞通过去分化为双功能前体细胞并进一步分化为成熟肝脏和胆管细胞参与再生修复，但针对调控胆管细胞转分化的重要因子和分子机制还不清楚。本项目利用斑马鱼为动物模型，以ENU 正向诱变筛选获得肝脏再生起始缺陷突变体SWU001 为前提；以定位克隆其致变基因reg1 为研究对象；以解决reg1 调控肝脏再生起始的功能机制研究为目标，拟开展以下研究内容：1）ENU诱变筛选获得突变体SWU001 及其肝脏再生缺陷分析；2）SWU001 突变体致变基因的定位克隆及其验证；3）Reg1 在肝脏再生中的表达模式和调控肝脏再生起始研究；4）Reg1 参与调控肝脏再生起始的分子机制研究。通过发育生物学、遗传学、分子生物学、细胞生物学等技术深入探讨并揭示reg1 在起始肝脏再生中的重要作用。本项目将进一步揭示调控肝脏再生起始的关键因子，对肝脏再生医学具有重要意义。

晚期肝病当肝细胞受到重度损伤后，残留的肝细胞因高度纤维化而失去了生理功能和自我增殖能力。此时，胆管细胞去分化为双潜能前体细胞并进一步再分化为成熟的肝细胞和胆管细胞。但到目前为止，对于调控胆管细胞响应肝脏重度受损的分子机制还不清楚，对于胆管细胞在生理稳态下是否能够转化为肝细胞还存在争论，利用斑马鱼幼鱼研究器官再生过程中还存在基因表达检测困难等问题。本项目利用斑马鱼为模式动物主要从事以下四方面的研究：1）深入揭示mTORC1信号通路调控胆管细胞去分化的分子机制；2）优化并建立斑马鱼幼鱼整胚原位高灵敏高分辨率的基因表达检测技术；3）标记并示踪胆管细胞在肝脏生理稳态下的细胞命运；4）揭示rbm15调控肝脏成熟的细胞和分子机制。申请人发现对mTORC1 的抑制导致肝脏再生不能正常发生，揭示了mTORC1 信号是肝脏再生的启动信号，因此它对重度肝脏损伤后的再生启动具有重要的作用，对于思考如何促进晚期肝病患者肝脏原位再生具有潜在临床意义，为晚期肝病患者的临床治疗提供了思路，该成果以申请人为第一作者以封面论文发表于领域权威期刊Hepatology。开发了幼鱼全鱼中同时检测多种基因/蛋白时空表达的高分辨率原位检测技术，突破了再生研究领域RNA探针难以渗透进入深层组织及RNA探针和蛋白难以共同定位表达的技术瓶颈，克服了常规荧光原位杂交只能在胚胎期定位基因表达及斑马鱼研究中缺乏可靠抗体的局限性，加上高灵敏、单细胞分辨率、工作时期可拓展到20多天幼鱼等一系列优点，为斑马鱼领域做出了重要贡献，该技术以申请人为第一作者发表于Nature Protocols。发现肝细胞在生理稳态中主要来源于已有肝细胞的自我增殖；胆管细胞在生理状态下具有转化为少量肝细胞的潜能；胆管细胞在肝脏纤维化受损再生中为新生肝细胞的主要细胞来源。该成果以申请人为通讯作者发表于iScience。在肝细胞功能成熟过程中，申请人进一步发现并揭示转录因子Rbm15通过mTORC1信号特异调控肝细胞的成熟。该成果以申请人为通讯作者发表于Journal of Biological Chemistry。