摘要| 肝臟是唯一利用再生機制確保肝臟與體重的比率始終處于身體穩(wěn)態(tài)所需 100% 的實體器官斑粱。其他實體器官（如肺弃揽、腎和胰腺）會適應(yīng)組織損失前酿，但不會 100% 恢復正常绽慈。 本綜述將介紹這種“肝臟調(diào)節(jié)器（hepatostat）”背后的再生途徑有關(guān)知識。急性損傷后的肝臟再生總是有益的念搬，并且已得到廣泛研究尚揣。 涉及部分肝切除術(shù)或化學損傷的實驗?zāi)Ｐ徒沂玖思毎夂图毎麅?nèi)信號傳導途徑涌矢，用于使肝臟恢復到與損傷前相同的大小和重量。另一方面快骗，任何病因的慢性肝病都可能發(fā)生肝細胞的慢性損失娜庇，這通常會產(chǎn)生不良后果，包括纖維化滨巴、肝硬化和肝腫瘤思灌。 肝細胞和膽管細胞的再生活動通常以表型保真度為特征。 然而恭取，當兩種細胞類型之一的再生失敗時泰偿，肝細胞和膽管細胞將充當兼性干細胞并相互轉(zhuǎn)分化以恢復正常的肝臟結(jié)構(gòu)。肝臟再定植模型已證明肝細胞具有無限的再生能力蜈垮。 然而耗跛，在正常肝臟中，細胞更新非常緩慢攒发。 靜息肝小葉的所有區(qū)域均與正常肝臟中肝細胞和膽管細胞群的維持有關(guān)调塌。
? 肝臟再生過程中的肝細胞增殖受到多種細胞外信號的控制，其中兩種信號（MET 和 EGFR）可直接促有絲分裂惠猿，而其他信號如果被繞過羔砾，則只會延遲肝再生。
? 部分肝切除術(shù)后偶妖，肝細胞內(nèi)的細胞內(nèi)信號傳導途徑非常迅速地激活（幾分鐘內(nèi)）姜凄，觸發(fā)這些途徑的機制尚不清楚。
? 所有肝細胞類型都參與肝再生過程中的細胞增殖趾访， 不涉及“干細胞”态秧。
? 如果肝細胞或膽管細胞增殖嚴重受損，則兩種細胞類型中的任何一種都可以轉(zhuǎn)分化為另一種細胞扼鞋，并充當兼性干細胞申鱼。
? 慢性肝病中發(fā)生的肝細胞損失會引發(fā)存活肝細胞的代償性增殖愤诱，并使它們面臨潛在的基因毒性損傷，從而可能導致腫瘤形成捐友。
肝臟獨特的再生能力保證了大多數(shù)有機體運作對肝功能的關(guān)鍵依賴淫半。 這種依賴性在從魚類到哺乳動物的脊椎動物中都很明顯。肝功能的穩(wěn)定對于機體穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要楚殿； 為此撮慨，多種再生機制得以發(fā)展竿痰，以保證始終有足夠的肝功能脆粥。 肝臟大小在多種生理情況下（例如懷孕）會增大，而在惡病質(zhì)和體重嚴重減輕后會減小影涉。盡管這些不同過程的信號傳導途徑尚未完全了解变隔，但很明顯，就肝臟大小而言蟹倾，存在一個“肝臟調(diào)節(jié)器（hepatostat）”匣缘，它使用不同的方法來保證肝臟大小相對于身體的穩(wěn)定性和適當性規(guī)模和需求。 在這篇綜述中鲜棠，介紹了與這些再生和穩(wěn)態(tài)肝臟活動相關(guān)的信號通路的大量新知識肌厨。 還提供了證據(jù)表明，如果某些信號傳導途徑被阻斷豁陆，肝臟再生將遵循替代途徑來完成自身柑爸，包括肝細胞和膽管細胞相互轉(zhuǎn)分化以恢復正常組織結(jié)構(gòu)。有關(guān)肝再生的一些基本和已確定的信號事件的更多詳細信息盒音，請參閱之前的評論表鳍。
部分肝切除術(shù)后的再生
部分肝切除后肝再生的實驗?zāi)Ｐ屠脟X動物肝臟的多葉結(jié)構(gòu)，通過簡單的手術(shù)技術(shù)去除特定肝葉祥诽，而不引起剩余肝葉壞死譬圣，從而使肝臟的純再生活動的研究成為可能。部分肝切除術(shù)還可以對再生事件進行計時雄坪。 該手術(shù)首先切除了大鼠三分之二的肝臟質(zhì)量厘熟。 對小鼠應(yīng)用相同的方法通常能夠去除大約一半的肝臟質(zhì)量——它稍微復雜一些，因為與大鼠不同维哈，小鼠有膽囊绳姨。 如果去除超過三分之二的肝臟質(zhì)量，所有物種的肝臟再生都會受到顯著抑制笨农，這可能是由于殘余肝臟的數(shù)量不足以維持身體功能就缆，例如通過血清中的低葡萄糖和高氨水平觀察到的。此外谒亦，由于部分肝切除術(shù)后的整個門靜脈血流穿過殘余肝臟竭宰，非常小的殘余物中門靜脈的壓力可能超過肝動脈空郊，從而通過阻礙流過殘余肝的肝動脈而導致殘余肝臟的“脫動脈化”。相反切揭，在嚙齒類動物中狞甚，去除不到三分之一的肝組織后，不僅會發(fā)生肝細胞增殖廓旬，還會發(fā)生肝細胞肥大哼审。在嚙齒類動物中，典型的三分之二部分肝切除術(shù)后孕豹，大部分肝臟質(zhì)量在 7-8 天內(nèi)恢復涩盾，并在 3 周內(nèi)實現(xiàn)完全恢復。殘余的肝葉尺寸增大励背，因此春霍，總的來說，它們在部分肝切除術(shù)之前達到了肝臟的質(zhì)量叶眉。并沒有形成新的肝葉或小葉址儒。肝再生后，小葉和膽管比肝切除前更大衅疙，肝細胞板的寬度從一個肝細胞增加到（平均）1.5個肝細胞莲趣，兩側(cè)被肝竇包圍。 大量研究表明饱溢，部分肝切除術(shù)后的再生通常具有表型保真度的特征喧伞。也就是說，肝細胞產(chǎn)生肝細胞理朋，這同樣適用于膽管細胞絮识、肝星狀細胞（HSCs）、內(nèi)皮細胞（例如肝竇內(nèi)皮細胞（LSECs））嗽上、肝巨噬細胞（也稱為 Kupffer 細胞）和其他細胞類型次舌。 然而，在后兩種細胞類型中兽愤，除了局部細胞增殖之外彼念，還有證據(jù)表明涉及從骨髓遷移的前體細胞。
部分肝切除術(shù)后立即發(fā)生的事件
三分之二部分肝切除術(shù)后的一個直接結(jié)果是整個門靜脈血流通過較窄（原始寬度的三分之一）路徑浅萧。 這種狹窄增加了門靜脈壓力并在 LSECs 上產(chǎn)生剪切應(yīng)力逐沙。 在大鼠中，部分門靜脈血流轉(zhuǎn)移至下腔靜脈會延遲并減少肝臟再生洼畅。 每肝臟體積門靜脈流量增加三倍以及部分門靜脈流量偏離對肝臟再生的抑制作用表明門靜脈流量增加為肝臟再生提供了啟動信號吩案。然而，這種情況發(fā)生的機制尚不清楚帝簇。內(nèi)皮細胞和 LSECs 在剪切應(yīng)力下產(chǎn)生 WNT 蛋白徘郭，但這種產(chǎn)生發(fā)生在 4 個多小時后靠益。門靜脈血攜帶許多來自腸、脾和胰腺的信號分子残揉，包括表皮生長因子（EGF）胧后、膽汁酸、胰島素和胰高血糖素（圖1）抱环。門靜脈血含氧量低壳快，從數(shù)學上講，這應(yīng)該會使部分肝切除術(shù)后的殘余組織立即變得更加缺氧镇草。這些信號機制已被獨立分析眶痰，但它們都不能單獨啟動部分肝切除術(shù)后立即觀察到的變化范圍。 此外陶夜，可以想象的是凛驮，部分肝切除術(shù)后立即事件的觸發(fā)因素可能不是（或可能不僅是）門靜脈血的信號成分裆站，而是來自 HSCs 的直接細胞間信號傳導条辟。 目前尚不清楚小葉水平肝部分切除術(shù)如何影響肝動脈血流。 對正常大鼠肝小葉微循環(huán)單位的研究表明宏胯，門靜脈三聯(lián)體入口處的動脈壓力（與門靜脈分支相比）高得多羽嫡，導致速度增加，動脈和門靜脈血液在小葉深處發(fā)生完全混合肩袍。這種血流的混合是由小動脈括約肌控制的杭棵。 部分肝切除術(shù)后，門靜脈分支穿過毛細血管體積減少時氛赐，壓力增加可能會改變這種平衡魂爪； 然而，沒有詳細的研究艰管。
部分肝切除術(shù)后的早期事件
大鼠部分肝切除后 1 分鐘內(nèi)滓侍，尿激酶型纖溶酶原激活劑 (uPA) 的活性增加，它將纖溶酶原轉(zhuǎn)化為纖溶酶牲芋，進而激活金屬蛋白酶撩笆。這個過程導致細胞外基質(zhì)（ECM）的某些成分的重塑和分解。肝細胞生長因子 (HGF) 以無活性的單一多肽形式大量存在于肝臟 ECM 中缸浦。 除了纖溶酶原之外夕冲，uPA 還可將單鏈 HGF 激活為其活性異二聚體形式。這些 uPA 相關(guān)事件的最終結(jié)果是 HGF 的激活裂逐，并且在不到 1 小時內(nèi)歹鱼，HGF 大量釋放到外周血中。其他肝臟 ECM 成分也會釋放到血液中（例如透明質(zhì)酸）卜高。 uPA 在這些事件的引發(fā)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用弥姻。 uPA敲除小鼠的肝再生受損秩霍，僅通過腺病毒將uPA轉(zhuǎn)移至肝細胞即可引發(fā)許多與肝再生相關(guān)的早期事件。 調(diào)節(jié)這種 ECM 重塑的其他信號包括纖溶酶原激活劑抑制劑 1 (PAI1)蚁阳、基質(zhì)金屬蛋白酶 MMP2 和 MMP9 以及金屬蛋白酶組織抑制劑 (TIMP)铃绒。 正常的 ECM 在肝再生結(jié)束時恢復。
值得注意的是螺捐，除了 HGF 之外颠悬，2-5 小時后，外周血中許多與肝再生相關(guān)的信號分子的濃度也會增加定血。這些分子包括 IL6赔癌、膽汁酸、去甲腎上腺素澜沟、腫瘤壞死因子 (TNF)灾票、瘦素和血清素。低血糖也會發(fā)生茫虽，如果糾正的話刊苍，會延遲小鼠肝臟的再生。 與肝臟內(nèi)發(fā)生的局部信號相比濒析，外周血中肝再生相關(guān)信號作為肝再生驅(qū)動因素的作用很難確定正什，但可能很重要。在具有連通循環(huán)的共生對大鼠中号杏，其中一只大鼠的部分肝臟切除導致另一只大鼠的肝臟再生活動婴氮。 在大鼠中，部分肝切除術(shù)后移植到肝外部位的肝細胞也顯示出細胞增殖盾致。
肝細胞的再生活性
細胞內(nèi)事件
在哺乳動物中主经，肝細胞提供與身體穩(wěn)態(tài)相關(guān)的大部分肝臟功能，并占肝臟質(zhì)量的80%以上庭惜。部分肝切除術(shù)后的一些最早事件發(fā)生在肝細胞中罩驻。 在大鼠中，Notch 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域 (NICD) 和 β-catenin 蛋白在 15 分鐘內(nèi)遷移至肝細胞核蜈块。 MET（HGF受體）和表皮生長因子受體（EGFR）在 30 分鐘內(nèi)被激活鉴腻。肝細胞中100多個基因的表達在1小時內(nèi)增加。這種基因表達的改變會間歇性地增加和減少百揭，并持續(xù)超過 14 天爽哎。矛盾的是，一些對肝細胞有絲分裂抑制或細胞殺傷作用的信號（例如 Fas 受體器一、p21 和轉(zhuǎn)化生長因子β1 (TGFβ1)）早期增加课锌，并且與多能干細胞誘導相關(guān)的基因表達增強。肝細胞從 G1 期進展到 S 期與細胞周期蛋白和細胞周期蛋白依賴性激酶的級聯(lián)激活有關(guān)。增殖的肝細胞產(chǎn)生許多對其他肝細胞有絲分裂的生長因子渺贤，包括血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF) 和血管生成素 1 和 2（對 LSECs 具有促有絲分裂作用）雏胃、轉(zhuǎn)化生長因子-α (TGFα)（對內(nèi)皮細胞、LSECs 和星狀細胞具有促有絲分裂作用））志鞍、成纖維細胞生長因子 1 (FGF1) 和 FGF2（對 HSCs 和 LSECs具有促有絲分裂作用）以及粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子 (GM-CSF)（對 Kupffer 細胞具有促有絲分裂作用）瞭亮。 因此，肝細胞是協(xié)調(diào)組織發(fā)生的中心固棚，肝臟再生不僅恢復所需肝細胞的數(shù)量统翩，而且恢復組織學上完整的肝組織。一些信號蛋白（例如 TGFα）也可能具有自分泌作用此洲，但這種作用尚未得到令人信服的證明厂汗。
嚙齒類動物部分肝切除術(shù)后 2-5 小時內(nèi)干签，與肝再生相關(guān)的細胞內(nèi)信號在肝細胞內(nèi)被激活。這些信號包括STAT3（受 IL-6 調(diào)節(jié)）和核因子-κB (NF-κB)（受 TNF 調(diào)節(jié)）的激活拆撼。細胞周期蛋白 D1 和 D2 是將肝細胞引入 S 期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子筒严。 此外，它們還調(diào)節(jié)肝細胞特有的晚期代謝適應(yīng)情萤，例如部分肝切除術(shù)后 2-3 天出現(xiàn)的短暫性脂肪變性鸭蛙； 這種暫時性脂肪變性也依賴于 EGFR。再生肝細胞分化的變化與肝細胞核因子 4α (HNF4α) 和CCAAT/增強子結(jié)合蛋白-α (C/EBPα) 以及 C/EBPβ 水平和亞型相關(guān)筋岛。叉頭盒蛋白 M1 (FOXM1) 在介導 G1 期晚期和 S 期開始的事件中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用娶视。許多與肝細胞分化相關(guān)的基因的表達在增殖的肝細胞中降低。如果所有肝細胞同時發(fā)生增殖睁宰，則可能會發(fā)生肝衰竭肪获；在大鼠中，肝細胞增殖以從小葉的門靜脈周圍區(qū)域到中心周圍區(qū)域的逐漸波的形式發(fā)生柒傻，從而阻止了這種結(jié)果孝赫。因此，在任何給定時間红符，只有一小部分肝細胞經(jīng)歷部分去分化青柄，從而允許那些不活躍增殖的細胞維持肝功能。圍繞中央靜脈并表達谷氨酰胺合成酶的單層肝細胞是最后增殖的预侯，這些肝細胞對 EGF 或 HGF 的反應(yīng)最低致开。肝細胞增殖的峰值因物種而異。在大鼠中萎馅，該峰值出現(xiàn)在 24 小時內(nèi)双戳；而在小鼠中，該峰值出現(xiàn)在 36 至 48 小時之間糜芳。 進食和光線變化造成的晝夜節(jié)律改變也會影響這個時間飒货。 還應(yīng)該指出的是，在小于20月齡的嚙齒動物中峭竣，肝切除后連續(xù)給予氚化胸苷顯示塘辅，在肝再生第5天時，95%的肝細胞參與了DNA合成的再生過程邪驮； 16 個月以上的大鼠肝細胞中這一數(shù)字下降至 75%莫辨。總體而言，衰老對肝再生的影響非常小。盡管可以觀察到衰老對肝臟再生的影響沮榜，但這一過程絕不會被消除盘榨，并且到肝臟再生的第 7 天，非常年輕和非常老的大鼠之間恢復的肝臟重量沒有差異蟆融。有趣的是草巡，多倍體肝細胞參與肝再生的能力并不有限。
細胞外信號因子
存在大量與肝再生相關(guān)的信號傳導途徑型酥，這反映在肝臟內(nèi)和/或外周血中信號分子濃度的增加山憨。HGF 和 EGFR的配體 注射到未手術(shù)的嚙齒動物體內(nèi)可誘導肝細胞增殖；它們還可以在無血清弥喉、化學成分確定的培養(yǎng)基中誘導完全肝細胞復制郁竟。從這個意義上說，它們被視為“完整的有絲分裂原”由境。 許多其他信號（稍后簡要描述）是基于對肝臟再生延遲的觀察而發(fā)現(xiàn)的棚亩，盡管當特定信號不存在時，肝臟再生仍會在幾天后完成虏杰。這些其他信號無論是在動物體內(nèi)還是在無血清讥蟆、化學成分確定的培養(yǎng)基中的肝細胞中都不會誘導肝細胞增殖。從這個意義上說纺阔，它們被視為“輔助有絲分裂原”瘸彤； 這個術(shù)語絲毫不會削弱它們的重要性， 由于缺乏輔助有絲分裂信號而導致嚴重肝損傷后肝再生的任何延遲都可能產(chǎn)生災(zāi)難性后果笛钝。還有更復雜的細胞外信號驅(qū)動細胞內(nèi)通路质况，當受到干擾時，會延遲肝臟再生婆翔，但不會消除肝臟再生拯杠。 它們是否可以誘導完整嚙齒動物的肝臟再生尚未得到充分測試。 參與肝再生的細胞外信號列于Box 1中并描繪于圖2中啃奴。
Box 1?調(diào)節(jié)肝再生和肝細胞增殖的信號
完整的有絲分裂原：這些在化學成分確定（無血清）培養(yǎng)基中的肝細胞培養(yǎng)物中具有促有絲分裂作用。當注射到整個動物體內(nèi)時雄妥，它們會導致肝臟腫大和肝細胞 DNA 合成最蕾。
? 肝細胞生長因子（HGF）及其受體MET
? 表皮生長因子受體(EGFR) 配體：EGF、轉(zhuǎn)化生長因子-α (TGFα)老厌、肝素結(jié)合性EGF樣生長因子和雙調(diào)蛋白（amphiregulin）輔助的有絲分裂原：消除它們的信號通路會延遲但不會消除肝臟再生瘟则。 它們在肝細胞培養(yǎng)物中不具有促有絲分裂作用，并且當注射到體內(nèi)時枝秤，它們不會引起肝細胞DNA合成和肝臟腫大醋拧。
? 去甲腎上腺素和α1-腎上腺素受體
? 腫瘤壞死因子 (TNF) 和 TNF 受體 1
? IL-6? 血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）及其受體（VEGFR1 和 VEGFR2）
? 膽汁酸
? 血清素
? 瘦素
? 胰島素
? PPARγ
? 生長激素復雜的信號通路：這些途徑涉及多個組成部分。 多種細胞外信號觸發(fā)每種信號，但目前尚未完全了解它們丹壕。它們尚未在細胞培養(yǎng)物中進行測試庆械，任何信號的破壞都會延遲但不會消除肝臟再生。
? Hedgehog
? WNT 和 β-catenin
? 控制 Hippo 通路和 Yap 的信號
酪氨酸激酶受體及其配體
關(guān)于HGF和MET的分子結(jié)構(gòu)和功能有一些詳細的綜述痊末。HGF 大量嵌入肝臟 ECM 中，特別是在門靜脈周圍區(qū)域哩掺。部分肝切除和 ECM 重塑后凿叠，HGF 被 uPA 激活并釋放到外周血中，在 1 小時內(nèi)達到正常血漿濃度的十倍以上嚼吞。部分肝切除后30分鐘內(nèi)檢測到MET的激活和MET信號散在的完全形成盒件。 與外周血循環(huán)相比，局部活化的 HGF 對 MET 活化的貢獻尚不清楚舱禽，但在肝外部位移植的肝細胞中也觀察到部分肝切除后的肝細胞增殖炒刁。肝臟中 HGF 濃度在前 3 小時內(nèi)下降； 然而誊稚，此后 HGF mRNA 開始增加翔始，在 15 小時達到峰值并導致新 HGF 的合成罗心。除肝臟外，肝臟再生過程中HGF mRNA也在肺城瞎、脾和腎中增加渤闷。這種增加的機制可能與部分肝切除術(shù)后循環(huán)去甲腎上腺素的增加有關(guān)（見下文），已知去甲腎上腺素會刺激人胚胎肺成纖維細胞（MRC5細胞系）中HGF的產(chǎn)生全谤。在正常肝臟和肝再生的早期階段肤晓，HGF由HSCs產(chǎn)生，并受神經(jīng)營養(yǎng)蛋白受體p75NTR調(diào)節(jié)认然。 在肝再生的后期階段补憾，HGF 也由局部 LSECs 和從骨髓遷移的內(nèi)皮細胞祖細胞產(chǎn)生。
EGFR 在所有肝細胞類型中表達卷员，是 ERB 受體家族的成員盈匾； 其中，ERBB1（也稱為 EGFR）和 ERBB3（缺乏激酶結(jié)構(gòu)域）在成人肝細胞中表達毕骡，而 ERBB2（也稱為 HER2/Neu）僅在胎兒肝細胞中表達削饵，ERBB4 在肝臟中不表達。活性 EGFR 以同二聚體或與 ERBB3 的異二聚體形式存在未巫。 與肝再生相關(guān)的EGFR配體有EGF窿撬、雙調(diào)蛋白 (amphiregulin)、TGFα和肝素結(jié)合EGF樣生長因子(HB-EGF)叙凡。這些配體對 EGFR 激活和加工的影響各不相同劈伴。EGF 始終能夠作用于肝細胞；它由十二指腸的布倫納腺產(chǎn)生握爷，在腸腔中分泌跛璧，在腸腔中被完整吸收并通過門靜脈循環(huán)進入肝臟。 去甲腎上腺素可增強EGF 的分泌新啼。TGFα 在正常肝臟中不表達追城，但在部分肝切除后迅速誘導，表現(xiàn)為跨膜蛋白燥撞，由 ADAM17（也稱為 TACE）切割和分泌座柱。受 YAP 調(diào)節(jié)的雙調(diào)蛋白也在肝切除術(shù)后的肝細胞中表達。 與 TGFα 相比物舒，雙調(diào)蛋白的生殖系敲除會延遲肝臟再生辆布。HB-EGF 作為跨膜前體由巨噬細胞和內(nèi)皮細胞產(chǎn)生； 在切除的組織少于30% 肝部分切除術(shù)中茶鉴，它被認為是部分肝切除術(shù)后肝細胞肥大的原因。LSECs產(chǎn)生的HB-EGF使HSCs保持靜止狀態(tài)景用。 當肝竇毛細血管化時（如肝硬化中發(fā)生的情況）涵叮，毛細血管化的內(nèi)皮細胞無法釋放 HB-EGF惭蹂，因此無法維持 HSCs 靜息。 也許考慮到所有這些配體都與相同的受體結(jié)合割粮，因此具有互補的功能盾碗，消除任何一個配體都不會嚴重影響肝再生。幾項研究通過短發(fā)夾 RNA 下調(diào)或通過 EGFR 特定部分的生殖系敲除研究了 EGFR 對肝再生的影響舀瓢。 有關(guān) EGFR 結(jié)構(gòu)和功能的更多詳細信息廷雅，請參閱 REF。
在人肝細胞癌 (HCC) 細胞系中京髓，即使在不存在 HGF 的情況下航缀，TGFα 自分泌激活EGFR 也會導致 MET 激活。在小鼠中堰怨，單獨消除 EGFR 或 MET 信號傳導可延遲但不能完全抑制肝臟再生芥玉； 然而，兩種信號通路的聯(lián)合消除完全消除了肝臟再生备图。這一觀察結(jié)果很重要灿巧，原因有很多：沒有其他細胞外信號傳導干擾完全抑制肝再生，并且補充適應(yīng)性機制的動員總是成功地完成肝再生揽涮。 在同一項研究中抠藕，EGFR 和 MET 信號傳導的聯(lián)合消除影響了 mTOR 和 AKT 的激活，并導致肝細胞和肝小葉尺寸減薪А盾似；肝細胞的細胞死亡沒有增加。此外家破，小肝細胞最大限度地表達了編碼血漿蛋白和 CYP 家族蛋白的基因颜说，同時糖酵解途徑增強，線粒體功能降低汰聋。所有小鼠均在部分肝切除后第 14 天死亡门粪，并伴有多種代謝缺陷、高血氨和低血糖烹困。 在未接受部分肝切除術(shù)的小鼠中也觀察到類似的癥狀玄妈，盡管對細胞內(nèi)途徑的影響不同。盡管這兩種信號在所有組織中都被消除髓梅，但所有其他身體組織（包括腸隱窩）中的細胞增殖顯然沒有受到影響拟蜻。這些發(fā)現(xiàn)證明正常肝臟和再生肝臟對 MET 和 EGFR 的持續(xù)和協(xié)調(diào)功能的極度依賴。肝細胞持續(xù)暴露于來自肝ECM的HGF和來自門靜脈循環(huán)的EGF枯饿。 MET 和 EGFR 在正常靜息肝臟中均被激活酝锅。 有趣的是，在聯(lián)合消除 MET 和 EGFR 信號傳導后奢方，轉(zhuǎn)錄因子 CAR 響應(yīng)外源有絲分裂原介導的肝細胞向膽管細胞的轉(zhuǎn)分化和肝臟腫大也被消除搔扁。
FGF1 和 FGF2 在大鼠肝細胞培養(yǎng)物中刺激適量的肝細胞 DNA 合成爸舒。 它們是在肝臟再生過程中由肝細胞產(chǎn)生的，并且對內(nèi)皮細胞和造血干細胞具有促有絲分裂作用稿蹲；然而扭勉，它們在肝再生中的作用尚不清楚。FGFR4是唯一在肝細胞中表達的FGF受體苛聘，而其他FGF受體在非上皮肝細胞中表達涂炎。 β-Klotho 是一種 FGFR4 輔助受體。FGFR4 或 β-Klotho 的敲低會導致部分肝切除術(shù)后死亡率增加设哗。 在小鼠中唱捣，FGF15（其人類同源物是 FGF19）是由膽汁酸刺激的腸道細胞產(chǎn)生的。 它通過門靜脈循環(huán)在肝臟中攜帶熬拒，并與 FGFR4-β-Klotho 相互作用爷光，下調(diào) CYP7A1（第一種參與膽汁酸合成的酶）。 FGF15 敲除會導致肝膽汁酸水平大幅升高澎粟，并導致部分肝切除術(shù)后死亡率增加蛀序。
輔助的有絲分裂信號
有很多額外的肝臟信號可以調(diào)節(jié)肝臟再生，這些信號的缺失會延遲但不會消除再生過程活烙。在小鼠中徐裸，TNF由肝和脾巨噬細胞產(chǎn)生，在部分肝切除后血液中TNF迅速升高啸盏。缺乏 TNF 受體 1 (TNFR1) 或TNFR2 的小鼠會出現(xiàn)再生延遲和 NF-κB 激活減少的情況重贺。IL-6 由肝巨噬細胞和肝細胞產(chǎn)生，在部分肝切除后血液中也會迅速增加回懦。缺乏TNF 受體的小鼠中 IL-6 的增加較低气笙。 IL-6 敲除小鼠肝細胞中 STAT3 的激活被延遲。 然而怯晕，在含有 HGF 和 EGF 的培養(yǎng)基中的原代人肝細胞中潜圃，在不存在 TNF 或 IL6 的情況下也會發(fā)生 NF-κB 和 STAT3 的激活。 去甲腎上腺素是由交感神經(jīng)元舟茶、腎上腺髓質(zhì)和造血干細胞的末端突觸產(chǎn)生的谭期，在大鼠部分肝切除術(shù)后撵割，去甲腎上腺素的增加速度與 HGF 相同结胀。去甲腎上腺素已被證明可以增強 EGFR 和 MET 的促有絲分裂作用，反式激活 STAT3 并抑制 TGFβ1 對肝細胞的有絲分裂抑制丽猬。 去甲腎上腺素還可以增強成纖維細胞產(chǎn)生的 HGF 和大鼠布倫納腺產(chǎn)生的 EGF阀捅。阻斷 α1 腎上腺素能受體或肝交感神經(jīng)切除術(shù)可在部分肝切除術(shù)后 3 天完全抑制肝再生胀瞪。部分肝切除術(shù)后第 2 天膽汁酸增加；它們與轉(zhuǎn)錄因子法尼醇 X 受體 (FXR) 結(jié)合饲鄙，導致 CYP7A1 下調(diào)赏廓，從而充當膽汁酸合成的負反饋機制涵紊。在小鼠中，膽汁酸的消耗會延遲肝臟再生并導致 FGF15 合成減少幔摸。 FXR 基因敲除小鼠在部分肝切除后死亡率增加，肝再生延遲颤练，這可能是由于膽汁酸合成大量增加導致肝細胞壞死增加所致既忆。胰島素雖然不是完整的肝細胞有絲分裂原，但在 EGF 和 HGF 培養(yǎng)的肝細胞中的作用是必需的嗦玖。它通過門脈循環(huán)不斷地從胰島β細胞供應(yīng)到肝臟患雇。 門靜脈血流向下腔靜脈與整體肝萎縮有關(guān)。 在這種轉(zhuǎn)移后宇挫，將胰島素直接注射到狗的肝臟中會導致與肝細胞增殖相關(guān)的肝臟質(zhì)量恢復苛吱。在缺乏 HGF 或 EGF 的情況下，胰島素本身在肝細胞培養(yǎng)物中不具有促有絲分裂作用器瘪。胰島素恢復犬門靜脈分流引起的萎縮的作用可能是由促有絲分裂受體 EGFR 和MET 介導的翠储，通過胰島素受體與促有絲分裂受體的相互作用發(fā)生，直接（例如MET）或間接通過調(diào)節(jié)由兩種受體控制的細胞內(nèi)信號通路橡疼。細胞內(nèi)信號通路的調(diào)節(jié)由兩種受體控制援所。瘦素、血清素和生長激素也與肝臟再生調(diào)節(jié)有關(guān)欣除。
復雜的有絲分裂途徑
WNT-β-catenin 信號系統(tǒng)在肝臟生物學中發(fā)揮著多種作用住拭。該系統(tǒng)的復雜性源于其最終終點轉(zhuǎn)錄因子β-catenin 的調(diào)節(jié)發(fā)生在多個步驟中。 WNT 蛋白共有 19 種历帚，其中許多由所有肝細胞類型產(chǎn)生滔岳； 然而，它們在與十種不同的Frizzled 受體結(jié)合方面的合作或拮抗作用尚未在肝臟中得到充分探索挽牢。其他蛋白質(zhì)谱煤，包括 R-spondins 1 和 2、LRP5 和 LRP6 以及 GPC3卓研，也直接與Frizzled 受體相互作用并調(diào)節(jié)其作用趴俘。 如前所述，部分肝切除后5分鐘內(nèi)奏赘，大鼠肝細胞核中可檢測到β-catenin寥闪； 目前還沒有文獻可以解釋這一快速事件。 除了WNT-Frizzled 信號傳導之外磨淌，β-catenin 還可以在不同位點被 EGFR 和 MET 磷酸化疲憋，這也可以防止破壞并促進進入細胞核。 Cyclin D1 是一種關(guān)鍵的細胞內(nèi)信號蛋白梁只，可導致肝細胞增殖缚柳，并受 β-catenin調(diào)節(jié)埃脏。然而，小鼠體內(nèi) β-catenin 的生殖系敲除會延遲但不會消除肝臟再生秋忙。缺乏Frizzled 輔助受體 LRP5 和 LRP6 以及 R-spondin 受體 LGR4 和 LGR5 的小鼠也會出現(xiàn)肝再生延遲彩掐。 上述 LRP 和 LGR 受體均增強 WNT信號傳導。 WNT-β-catenin 信號在小鼠的大多數(shù)肝細胞類型中產(chǎn)生和運作灰追，除其他功能外堵幽，還參與小葉區(qū)的形成。
Hedgehog 通路是復雜有絲分裂途徑的另一個例子弹澎。 兩種 Hedgehog 配體均在肝臟中表達朴下。 Hedgehog 受體 patched 1 和信號蛋白smoothened 在肝細胞中表達。 在小鼠中苦蒿，給予環(huán)巴明（一種 Hedgehog 通路抑制劑）后殴胧，肝臟再生會延遲。該通路還參與小鼠 HSCs和肝細胞中 Hippo-Yap 通路的調(diào)節(jié)佩迟，干擾 HSCs中的 Hedgehog 通路會降低肝細胞中 Yap 的表達并延遲肝臟再生团滥。在靜息小鼠肝臟中，Hedgehog 配體與 GPC3 結(jié)合音五，GPC3 又與四跨膜蛋白 CD81 相連惫撰。部分肝切除術(shù)后，GPC3 與 CD81 分離躺涝，Hedgehog配體被釋放厨钻，并且 Hedgehog 途徑的末端信使 GLI1 轉(zhuǎn)錄因子在肝再生第 2 天出現(xiàn)在肝細胞核中。這個過程還涉及蛋白質(zhì) Hhex（它參與胚胎發(fā)生過程中的肝臟規(guī)格坚嗜，但在肝癌中充當生長抑制劑）夯膀，它從肝細胞核遷移到與 CD81 結(jié)合。Hedgehog 通路參與肝再生的確切貢獻和細節(jié)需要進一步了解——似乎涉及多種細胞類型苍蔬，包括 HSCs 和 LSECs诱建。
Hippo 通路由調(diào)節(jié) Yap 蛋白的一系列激酶組成。 在此途徑中碟绑，激酶 MST1 和 MST2 的激活導致激酶 LATS1 和 LATS2 的激活俺猿、細胞質(zhì) Yap 的磷酸化以及隨后通過蛋白酶體進行破壞的加工。抑制 Hippo 通路可阻止 Yap 磷酸化并使其進入細胞核格仲，與 TEAD 核蛋白相互作用并調(diào)節(jié)參與肝細胞基因表達和細胞增殖的多個基因押袍。Arid1a基因促進了這一過程。 總體而言凯肋，Yap 水平不僅影響細胞增殖谊惭，還影響多個器官的大小，尤其是肝臟。 Yap 的調(diào)節(jié)與肝臟發(fā)育圈盔、再生和癌變有關(guān)豹芯。在肝再生的第 2 天，小鼠肝細胞核中的 Yap 水平增加驱敲，但在隨后的幾天中下降铁蹈。此外，Yap 與 TGFβ1 信號傳導相互作用癌佩，促進許多與細胞增殖相關(guān)的基因表達變化木缝。 在小鼠中，肝臟再生過程中 GPC3 從 CD81 上的分離與激酶SYK 的激活围辙、ezrin 的磷酸化、Hippo 的抑制和 Yap 表達的增加有關(guān)放案。評估 Hippo-Yap 通路在肝再生中的作用存在困難姚建，因為它受到多種細胞外信號的控制，這些信號可能以相反的方向起作用吱殉，從而使 Hippo-Yap 成為多種（通常是矛盾的）信號的最終累積凈接收者掸冤，有助于器官再生和大小調(diào)節(jié)。
控制肝細胞周期和對有絲分裂原反應(yīng)的另一個復雜通路是 TGFβ1 信號傳導友雳。在肝臟中稿湿，TGFβ1 是 TGFβ 三種形式中表達最多的。它由 HSCs 和巨噬細胞產(chǎn)生押赊，并通過核心蛋白聚糖（一種通過GPI 連接與肝細胞連接的 ECM 蛋白）與肝細胞表面結(jié)合饺藤。部分肝切除術(shù)后，TGFβ1 也大量釋放到外周血中流礁，并與 α2-巨球蛋白 結(jié)合涕俗。TGFβ1 的肝細胞免疫組織化學顯示，隨著肝細胞從門靜脈周圍到中心周圍部位增殖的進行神帅，這種釋放以漸進波的形式發(fā)生再姑。TGFβ1 對肝細胞具有線粒體抑制作用，部分肝切除后 1 小時內(nèi)蛋白質(zhì)從肝臟轉(zhuǎn)移到血液中找御，這與肝細胞參與細胞增殖的過程是一致的元镀。矛盾的是，雖然現(xiàn)有的 TGFβ1 蛋白被去除霎桅，但 TGFβ1 mRNA從 3 小時開始上升栖疑，在 72 小時達到穩(wěn)定水平，并在幾天內(nèi)保持在高水平哆档。TGFβ1的合成受EGF和HGF的控制蔽挠； 因此，肝臟再生早期 EGFR 和 MET 的激活可能解釋了 TGFβ1 mRNA 的升高。然而澳淑，在肝臟再生過程中比原，肝細胞增殖不受 TGFβ 產(chǎn)量增加的影響，因為在再生過程中杠巡，肝細胞下調(diào)組成 TGFβ1 受體復合物的三種蛋白中每種蛋白的表達量窘。此外，TGFβ1 在肝再生前 2 天的作用可能會因血液中去甲腎上腺素的伴隨升高而下調(diào)氢拥。在肝臟再生過程中蚌铜，TGFβ1 也會影響肝細胞基因表達，并與類似間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化的事件相關(guān)嫩海。 β2-spectrin（TGFβ信號通路的一個組成部分）的缺失與肝再生的抑制和延遲相關(guān)冬殃。大量研究已經(jīng)證明TGFβ1 在調(diào)節(jié) ECM 合成和新生內(nèi)皮細胞形成毛細血管中的作用。這些活動從肝再生第 3 天起就非常突出叁怪，TGFβ1 可能在這些過程中發(fā)揮重要作用审葬，因為內(nèi)皮細胞呈現(xiàn) LSECs 表型以形成新的肝竇，并且 ECM 在肝再生結(jié)束時重建奕谭。這種活性部分受到內(nèi)皮細胞的調(diào)節(jié)涣觉。在小鼠的肝臟再生早期（第 1 天和第2 天），血管生成素 2 的產(chǎn)生減少血柳，導致 TGFβ1 的表達減少官册。隨后，在血管生成增加時（第 6 天）难捌，內(nèi)皮細胞生成的血管生成素 2 增加膝宁，導致 TGFβ1 生成增加，從而促進 TGFβ1 在血管生成中的作用栖榨。在正常大鼠肝臟中昆汹，TGFβ受體的下調(diào)足以誘導肝細胞中的DNA合成，這表明TGFβ1與肝細胞持續(xù)暴露的EGF和HGF的持續(xù)作用具有拮抗作用婴栽，產(chǎn)生“毒藥”作用满粗， 使肝細胞保持靜止狀態(tài)。
其他肝臟細胞的再生
膽管細胞愚争。膽管細胞和肝細胞均源自胚胎成肝細胞映皆。 在肝臟再生過程中，膽管細胞增殖的高峰僅出現(xiàn)在肝細胞增殖的幾個小時后轰枝。膽管細胞表達 MET 和 EGFR捅彻，而?HGF 和 IL-6 是體外膽管細胞有絲分裂原。 TGR5 是一種由膽汁酸連接的 G 蛋白偶聯(lián)受體鞍陨，根據(jù)所涉及的膽汁酸調(diào)節(jié)膽汁酸池和膽管細胞增殖步淹。褪黑激素和組胺也調(diào)節(jié)晚期膽管細胞增殖从隆。 尚未在肝再生背景下探索這些信號對膽管細胞的影響。 如前所述缭裆，肝臟再生過程中不會產(chǎn)生新的門脈三聯(lián)征键闺； 膽管細胞增殖與較大膽管的形成相關(guān)。與肝再生無關(guān)澈驼，膽管阻塞后會發(fā)生大量膽管細胞增殖和多個門脈小管的形成辛燥。 控制這一過程的信號尚不完全清楚。 與肝細胞相反缝其，膽管細胞表達高水平的 Yap 和 ezrin挎塌，這是一種參與Hippo 通路下調(diào)和 Yap 上調(diào)的蛋白質(zhì)。除了上述生長因子外内边，有證據(jù)表明Yap 和膽汁酸之間的相互作用也在膽管細胞增殖中發(fā)揮作用榴都。 單細胞 RNA 測序研究表明，膽管細胞中 Yap 依賴性基因表達存在“波動”激活漠其，并且這種現(xiàn)象受到膽汁酸的調(diào)節(jié)缭贡。
肝竇內(nèi)皮細胞。肝臟再生過程中新肝竇的形成非常復雜辉懒。在嚙齒類動物中，這一過程持續(xù)數(shù)天谍失，DNA 合成高峰出現(xiàn)在部分肝切除術(shù)后 4-7 天眶俩。 增殖的肝細胞形成小的無血管簇，并很快開始產(chǎn)生多種血管生成因子快鱼，包括 VEGF 和血管生成素 1 和 2颠印，它們刺激 LSECs 遷移到簇中形成毛細血管。 簇中內(nèi)皮細胞的增殖受到涉及 VEGF 受體 1 和 2（VEGFR1 和 VEGFR2）抹竹、血管生成素受體 TIE1 和 TIE2线罕、PDGFRβ、EGFR 和 MET 的復雜信號傳導的調(diào)節(jié)窃判。這些毛細血管內(nèi)壁的內(nèi)皮細胞很快就獲得了典型的有孔表型钞楼，成為真正的 LSECs。 肝細胞產(chǎn)生的 VEGF 通過 VEGFR2 刺激內(nèi)皮細胞增殖袄琳。 然而询件，它也會刺激受體 VEGFR1，誘導內(nèi)皮細胞產(chǎn)生 HGF唆樊。 總體而言宛琅，有許多源自內(nèi)皮細胞的旁分泌效應(yīng)，對肝細胞和其他鄰近肝細胞產(chǎn)生“血管分泌”效應(yīng)逗旁。 除了先前存在的 LSECs 的增殖之外嘿辟，血液中 VEGF 水平升高刺激來自骨髓的內(nèi)皮前體細胞遷移到肝臟，積極產(chǎn)生 HGF 并參與新血竇的形成。
枯否細胞和免疫細胞红伦。 在肝再生過程中英古，CD68+Kupffer細胞局部增殖，并且 CD11b+ 單核細胞從血液中侵入色建。 這兩種細胞群結(jié)合形成典型的F4/80+Kupffer細胞哺呜。 有許多信號因子影響這一過程，包括促有絲分裂因子箕戳、巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF某残；由 HSCs 產(chǎn)生）和 GM-CSF（由肝細胞產(chǎn)生）。枯否細胞本身也通過旁分泌信號傳導產(chǎn)生 IL-6陵吸、TNF玻墅、TGFβ1 和 TGFα，為其他肝細胞做出貢獻壮虫。 最終向肝枯否細胞的表型轉(zhuǎn)化是由來自 HSCs澳厢、肝細胞和內(nèi)皮細胞的信號介導的。 有幾項研究強調(diào)了免疫細胞群在肝臟再生中的作用囚似，并證明了影響枯否細胞剩拢、內(nèi)皮細胞和肝細胞增殖的復雜相互作用。肝細胞與枯否細胞饶唤、伊紅細胞和 T 細胞之間復雜的相互作用已被描述徐伐，要么通過直接接觸，要么通過細胞因子的產(chǎn)生（之前綜述ref 148）募狂。
肝星狀細胞办素。 關(guān)于肝再生過程中 HSCs 的增殖知之甚少。這些細胞仍然是肝臟中最神秘的細胞; 它們形成的時間很長祸穷，在肝細胞和內(nèi)皮細胞上具有形態(tài)上不同的附著位點性穿。HSCs 具有類似于星形膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元的基因表達模式，盡管它們源自心臟間質(zhì)的巢蛋白陽性細胞而不是神經(jīng)嵴雷滚。它們將維生素 A 儲存在脂滴中需曾，產(chǎn)生貓乙醇胺，并與交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)相連揭措。 它們以多種方式促進肝臟再生胯舷，包括合成所有膠原蛋白和肝臟 ECM 的其他成分，有助于肝臟再生結(jié)束時的重建绊含。 此外桑嘶，它們還產(chǎn)生肝再生必需的信號蛋白，包括 HGF 和 TGFβ1躬充。 一個顯著的變化——HSC 激活——發(fā)生在與肝細胞持續(xù)損失相關(guān)的慢性肝病中逃顶。
肝再生的終止
肝再生的起始點由進行部分肝切除術(shù)的時間決定讨便。 然而，肝再生終止的時間更加難以捉摸以政。肝細胞的增殖在大約 6-8 天內(nèi)停止霸褒。 在嚙齒類動物中，肝臟與體重的比率在大約 2 周內(nèi)接近 85%盈蛮。 然而废菱，基因表達存在多種變化，可以恢復正常的肝細胞分化抖誉，并且這些變化持續(xù)到第 14 天之后殊轴。隨著肝細胞逐漸呈現(xiàn)靜止表型，ECM 得以恢復袒炉。 ECM 是正常肝臟大小的調(diào)節(jié)因子之一旁理，參與肝臟重量恢復至部分肝切除術(shù)前的水平。ECM 恢復的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素是肝細胞和 HSCs 之間的通訊我磁。這種通訊部分受到整合素連接激酶 (ILK) 的調(diào)節(jié)孽文，ILK 是一種在HSCs 和肝細胞中表達的蛋白質(zhì)。ILK是一種肝細胞生長抑制劑和肝細胞分化調(diào)節(jié)劑夺艰。ILK 基因敲除小鼠的肝臟增大芋哭，ECM 過多，ECM 主要由膠原蛋白組成郁副，并包圍每個肝細胞楷掉。 在 ILK 敲除小鼠的肝臟再生結(jié)束時，已經(jīng)較大的肝臟超出了最初的 100% 肝切除術(shù)前大小霞势，達到 158%，同時 Yap 表達增強斑鸦。 在正常小鼠肝臟再生中愕贡，當肝細胞增殖結(jié)束（第 5-7 天）時，ILK 的表達增強巷屿，同時 ILK 伙伴 PINCH（一種含有 LIM 結(jié)構(gòu)域的蛋白）和 αParvin 的表達增加固以。 PINCH1 和 PINCH2 雙敲除小鼠是 ILK 敲除小鼠的表型。 與 PINCH 相連的 RSU1 蛋白可能是再生活動受到抑制的原因嘱巾，因為它參與了幾種 RhoGTPase 蛋白的下調(diào)憨琳。 TGFβ1 抑制培養(yǎng)物中的肝細胞增殖，但 TGFβ1 與肝再生終止之間沒有明確的關(guān)聯(lián)旬昭。 同時消除激活素和 TGFβ1 受體可延長肝再生時間篙螟。 GPC3 是一種與 Hippo 通路激活和 Yap 抑制相關(guān)的蛋白質(zhì)。 GPC3 轉(zhuǎn)基因小鼠中觀察到肝臟過早終止问拘。 WNT5A 抑制典型的 WNT-β-catenin 信號通路遍略，在小鼠中惧所，WNT5A 表達減少也被發(fā)現(xiàn)可以延長肝再生，這表明WNT-β-catenin 在肝再生終止中發(fā)揮一定作用绪杏。
肝細胞在再生末期能否恢復正常分化取決于多種因素下愈。在再生結(jié)束時，HNF4對于最終恢復肝細胞的正常分化至關(guān)重要蕾久。C/EBPα和染色質(zhì)重塑蛋白參與了多個復雜的步驟势似，也建立了肝細胞的適當分化。對這一過程的干擾延長了肝臟的再生僧著，導致肝臟的大小超過了部分肝切除術(shù)前的大小履因。
替代性的再生途徑
肝臟再生中的再生活動以表型保真度為特征：肝上皮細胞（肝細胞和膽管細胞）增殖以產(chǎn)生更多相同的細胞。然而霹抛，在某些情況下搓逾，兩種上皮之一無法再生； 在這種情況下杯拐，替代性的再生方案被激活霞篡，其中肝細胞和膽管細胞彼此充當“兼性干細胞”（圖3）。在大鼠中端逼，部分肝切除術(shù)后的肝細胞增殖受到2-乙酰氨基芴 (AAF) 的抑制涤久，2-乙酰氨基芴 (AAF) 是一種化學致癌物質(zhì)澈缺，可形成 DNA 加合物，導致 p53 介導的p21 升高。AAF 部分肝切除術(shù)與具有肝膽特征的細胞（稱為“卵圓細胞”或“祖細胞”）的出現(xiàn)有關(guān)作谭，它們從門脈三聯(lián)體擴展并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾「渭毎统墒旄渭毎?/b>。 這些研究為膽神經(jīng)膠質(zhì)細胞祖細胞的起源提供了強有力的證據(jù)箍铭。然而螟炫，它們是在大鼠身上進行的，而大鼠不適合基于基因組的細胞譜系標記仅醇。 在小鼠中嘗試了類似的研究冗美，但效果不佳，因為在小鼠中析二，AAF 無法被激活成其親電子中間體粉洼，從而形成 DNA 加合物并觸發(fā) p21 表達。 在肝毒性飲食的復雜環(huán)境中分析了小鼠的祖細胞起源叶摄，其中細胞的譜系很難確定属韧。通過對小鼠膽管細胞進行譜系標記，最終解決了小鼠祖細胞起源的問題蛤吓，其中通過選擇性消除 MDM2 誘導 p21宵喂，導致 p53 和 p21 上調(diào)；在肝細胞中敲低β1-整合素引發(fā)的膽管反應(yīng)中会傲，對膽管細胞進行譜系追蹤樊破，也獲得了類似的結(jié)果——新形成的祖細胞和肝細胞帶有膽管細胞的譜系標簽愉棱。在慢性肝損傷中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，并且另一項研究暗示了 WNT-β-catenin的作用哲戚。 選擇性膽管細胞亞群可能具有增強的雙能祖細胞功能并參與這一過程的能力奔滑。單細胞 RNA-seq表明，Yap 及其與膽汁酸的相互作用是膽管細胞參與替代性再生途徑能力的主要調(diào)節(jié)因子顺少。其他研究表明朋其，在深入肝小葉的膽管（稱為赫林管）分支末端，靠近肝細胞的膽管細胞具有肝細胞和膽血管細胞轉(zhuǎn)錄因子的混雜表達脆炎。 涉及肝細胞單細胞 RNA 分析的研究也進一步證實了這種具有祖細胞特性的預先存在的肝臟細胞梅猿。這些細胞也可能參與小葉中心肝損傷中可見的祖細胞強勁生成。在許多慢性肝病中都可以看到肝細胞增殖的抑制引發(fā)祖細胞的擴張（稱為“導管反應(yīng)”）秒裕。 丙型肝炎病毒 (HCV) 與 p21 的誘導和 Yap120 的抑制有關(guān)袱蚓，HCV 感染時會發(fā)生導管反應(yīng)。 有趣的是几蜻，在低等脊椎動物（如斑馬魚）中喇潘，嚴重肝損傷后的肝再生幾乎完全是由膽管細胞轉(zhuǎn)分化為肝細胞發(fā)生的。
當膽管細胞無法參與再生過程時渠退，就會出現(xiàn)類似但相反的機制忙迁。 臨床情況下，多種原因（例如腫瘤和膽結(jié)石）導致的膽管梗阻與門膽管的急性炎癥和增殖有關(guān)碎乃。在實驗研究中姊扔，膽管結(jié)扎（BDL）復制了這種現(xiàn)象。 在二肽基肽酶IV（DPPIV）陰性大鼠中梅誓，可以通過交聯(lián)肝細胞DNA恰梢、進行部分肝切除術(shù)并注射DPPIV陽性肝細胞來建立嵌合肝臟。 在這些大鼠中梗掰，BDL 后 1.4% 膽管細胞的肝細胞標記物 DPPIV 呈陽性嵌言。 當這些大鼠暴露于膽管壞死毒素DAPM，然后接受BDL時及穗，新形成的膽管中53%的膽管細胞表達肝細胞標記物DPPIV摧茴。 結(jié)果表明，盡管一些肝細胞在常規(guī) BDL 反應(yīng)中轉(zhuǎn)分化為膽管細胞埂陆，但當 DAPM 毒性阻止膽管細胞驅(qū)動的新膽管形成時苛白，它們會大量轉(zhuǎn)分化以拯救膽管細胞。轉(zhuǎn)分化主要見于匯管周圍肝細胞猜惋，該過程與TGFβ1的表達有關(guān)丸氛。這些細胞是胚胎導管板的殘余物，被認為是“混合”細胞著摔，沒有證據(jù)表明存在短暫的祖細胞群缓窜。轉(zhuǎn)分化涉及表達肝細胞和膽管細胞轉(zhuǎn)錄因子的“導管肝細胞”的原位形成。 在大鼠肝類器官培養(yǎng)物中也證實了肝細胞至膽管細胞的轉(zhuǎn)分化谍咆。該現(xiàn)象僅在 HGF 或 EGF 存在時發(fā)生禾锤，并且與 TGFβ1 的誘導有關(guān)。 類器官中肝細胞和膽管譜系的分離需要皮質(zhì)類固醇的存在摹察。最令人信服的證據(jù)是恩掷，利用譜系標記的肝細胞，進行肝細胞-膽管轉(zhuǎn)分化供嚎，其中使用聯(lián)合消除Notch和HNF6信號傳導的小鼠來模仿人類Alagille綜合征（其特征是肝內(nèi)膽管缺失）黄娘。TGFβ信號激活后，肝細胞在出生后2個月內(nèi)完全重建了缺失的膽管樹克滴。與胚胎發(fā)生過程中膽管的正常形成相反逼争，這種重建完全由 TGFβ1 信號傳導驅(qū)動，而不依賴于 Notch 信號傳導劝赔。 可能還有更多因素有待確定誓焦，以更好地理解肝細胞到膽管細胞的轉(zhuǎn)分化。 移植到大鼠脾臟中的肝細胞在 BDL 后轉(zhuǎn)分化為膽管細胞着帽，并且肝細胞在患有阻塞性膽管病的人類疾病中表達膽管細胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子杂伟。兩個方向的轉(zhuǎn)分化都出現(xiàn)在患有急性暴發(fā)性肝炎的人類身上移层，這種肝炎是由大量肝壞死引起的，只能通過肝移植來治療赫粥。移植肝臟的組織學檢查顯示多個“再生簇”观话，由非典型導管組成，內(nèi)襯細胞表達膽管細胞和肝細胞生物標志物和轉(zhuǎn)錄因子傅是。 肝細胞位于該導管反應(yīng)的中心匪燕，具有混合的生物標志物表達。值得注意的是喧笔，還有強有力的證據(jù)表明晚期肝硬化患者存在這些替代再生途徑帽驯。 含有一些肝細胞的導管的混合細胞群以及具有混合生物標志物表達的細胞經(jīng)常被看到被困在肝硬化隔膜中；整體形態(tài)與急性暴發(fā)性肝炎相似书闸，表明源自膽管細胞的祖細胞“芽”是進一步產(chǎn)生肝細胞的位點尼变。可以推測浆劲，當一種上皮失效時觸發(fā)轉(zhuǎn)分化的途徑也會在兩種上皮由于大量肝壞死而失效時觸發(fā)嫌术。
藥物誘導的肝損傷
在臨床環(huán)境中，肝再生發(fā)生在藥物引起的肝損傷后牌借，對于恢復至關(guān)重要度气。 盡管已使用幾種肝毒物（例如四氯化碳和硫代乙酰胺）來研究這種現(xiàn)象，但撲熱息痛過量尤其重要膨报，因為它是西方世界急性肝衰竭的主要原因磷籍。這些肝毒物（包括對乙酰氨基酚）在急性給藥時會導致小葉中心肝壞死和無菌性炎癥。肝損傷后现柠，肝細胞會大量增殖以取代死亡細胞院领，從而根據(jù)損傷的嚴重程度導致自發(fā)恢復。炎癥細胞够吩，例如巨噬細胞比然，在清除細胞碎片方面發(fā)揮著重要作用，并且可能分泌肝再生的增殖介質(zhì)周循。與部分肝切除模型類似强法，小鼠過量服用撲熱息痛后也會發(fā)生 EGFR 和 MET 的早期劑量依賴性激活（分別在 15 分鐘和 3 小時內(nèi)）。在過量服用撲熱息痛的患者中湾笛，還觀察到血漿中非活性單鏈 HGF水平升高饮怯。 與部分肝切除模型（單獨抑制 EGFR 對肝再生僅產(chǎn)生輕微影響）相比，過量服用撲熱息痛后抑制 EGFR 幾乎完全消除代償性肝再生迄本，導致小鼠肝損傷進展和大量死亡。 這一觀察結(jié)果表明课竣，在撲熱息痛肝毒性事件中嘉赎，肝臟再生更加依賴于 EGFR 信號轉(zhuǎn)導置媳，而替代性增殖途徑不太可能在有毒和炎癥環(huán)境中進行補償，而及時的肝臟再生至關(guān)重要公条。小鼠過量服用撲熱息痛后拇囊，細胞因子（TNF 和 IL-6）的表達及其通過NF-κB 和 STAT3 的下游信號傳導也會增加。與部分肝切除模型類似靶橱，TNFR1 敲除或 IL-6 敲除小鼠在過量服用撲熱息痛后表現(xiàn)出增殖反應(yīng)降低寥袭，但損傷發(fā)展的初始程度沒有變化。然而关霸，TNFR1 敲除小鼠的恢復不受影響传黄，IL-6 敲除小鼠的恢復僅略有延遲，表明這些細胞因子在撲熱息痛模型和部分肝切除模型中的補償作用相似队寇。過量服用撲熱息痛后膘掰，小鼠肝臟中血管生成因子 VEGF 的水平及其受體VEGFR1、VEGFR2 和 VEGFR3 的表達也會增加佳遣。小鼠 VEGFR1 酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的缺失不會改變肝損傷的程度识埋，但會損害肝竇的重建，降低 HGF 的表達零渐，并損害撲熱息痛過量后的肝細胞增殖窒舟，導致恢復嚴重受損和高死亡率。 用VEGF 抑制劑治療過量的撲熱息痛小鼠后诵盼，還觀察到肝細胞增殖減少惠豺。 其他促有絲分裂介質(zhì)（例如膽汁酸、FGF15和 WNT-β-catenin 信號傳導）在肝再生中的作用也已在撲熱息痛模型中得到報道拦耐，并已在其他地方進行了全面綜述耕腾。
對乙酰氨基酚驅(qū)動的急性肝損傷后的肝再生具有劑量依賴性，并且與損傷成比例地增加杀糯，但超過閾值后會發(fā)生顯著損傷扫俺。研究表明，在小鼠撲熱息痛過量模型中固翰，即使在存在臨界肝臟質(zhì)量（> 50% 活肝細胞）的情況下狼纬，超過一定程度的撲熱息痛過量，肝臟再生也會失敗骂际。令人驚訝的是疗琉，嚴重過量服用撲熱息痛后，EGFR 和 MET 以及下游 ERK 信號傳導仍然高度激活歉铝，但無法啟動再生反應(yīng)盈简。 這一觀察結(jié)果很可能是由于對乙酰氨基酚嚴重過量后，壞死區(qū)域周圍肝細胞中涉及 p21、p16 和 p53 的細胞周期停滯途徑被強烈且持續(xù)地激活柠贤，而在較低劑量時僅觀察到短暫且較弱的激活香浩。與中度對乙酰氨基酚過量期間短暫的 DNA 損傷和 DNA 修復途徑的迅速激活相比，壞死周圍肝細胞中長時間的雙鏈 DNA 斷裂和 DNA 修復機制的失敗可能導致嚴重對乙酰氨基酚過量后的細胞周期停滯臼勉。在小鼠中邻吭，一項研究還表明 TGFβ1 在促進未受傷壞死周圍肝細胞的細胞周期停滯中發(fā)揮重要作用。涉及 p21宴霸、p53 和 TGFβR1 刪除的研究已證實這些蛋白質(zhì)在撲熱息痛小鼠模型中細胞周期停滯和損害再生中的作用囱晴。因此，從臨床藥物性肝損傷的角度來看瓢谢，除了促再生信號傳導之外畸写，了解嚴重過量服用對乙酰氨基酚后損害肝臟再生的機制對于推進再生治療至關(guān)重要。
再定植中的再生
在肝臟再生和選擇性轉(zhuǎn)分化驅(qū)動的再生的背景下恩闻，還必須提及肝細胞在肝臟再定植中無與倫比的再生能力艺糜。最常用的系統(tǒng)是缺乏Fah 基因的小鼠系統(tǒng)，該基因參與酪氨酸降解幢尚。在缺乏Fah 的情況下破停，直接上游基因會產(chǎn)生肝毒性產(chǎn)物，導致肝細胞死亡和肝衰竭尉剩。正常肝細胞移植通過大規(guī)模再定植來拯救肝臟真慢，因為注射的 FAH 陽性肝細胞取代 FAH 陰性肝細胞并建立正常的肝臟組織學。 之后理茎， 肝臟重新定植的小鼠被用來分離肝細胞黑界，用于 FAH 陰性小鼠的連續(xù)移植。在六次連續(xù)移植中皂林，原始肝細胞增殖和拯救FAH 陰性肝臟的能力沒有明顯喪失朗鸠。這種連續(xù)移植相當于至少 69 次細胞倍增或7.3 × 1020細胞擴增。肝細胞的這種巨大的再生能力發(fā)生在正常肝臟結(jié)構(gòu)的背景下础倍。
肝臟“干細胞”烛占？
盡管多項研究都在尋找與表皮、腸道和骨髓中觀察到的干細胞相當?shù)母闻K“干細胞”沟启，但這種細胞尚未在肝臟中得到令人信服的鑒定忆家。鑒于整個身體對肝功能的關(guān)鍵依賴性，根據(jù)需要采用表型保真度或轉(zhuǎn)分化的肝臟再生方法可能是一種更有效的策略德迹。膽管細胞存在于肝小葉深處芽卿、赫林管中，并且有數(shù)百萬個門靜脈周圍肝細胞可隨時用于重建肝內(nèi)膽管系統(tǒng)胳搞。這種損傷修復方法比依賴“干細胞”要快得多卸例，后者的過程較慢称杨。基于干細胞的再生更適合需要持續(xù)補充丟失細胞的組織，這種情況發(fā)生在表皮角質(zhì)細胞筷转、腸絨毛尖端以及不斷從循環(huán)中清除老化紅細胞中列另；相比之下，未受傷肝臟中正常肝細胞的慢性損失很少旦装。
正常肝臟的細胞增殖活性
DNA標記研究表明，正常肝臟中肝細胞參與DNA合成的百分比很低摊滔，不足0.2%阴绢。盡管這個過程很慢，但確實需要發(fā)生一些肝細胞增殖才能維持正常的肝臟艰躺。對小鼠的研究認為呻袭，這種活動主要發(fā)生在門靜脈周圍區(qū)域、中央周圍區(qū)域或隨機分布在整個小葉中腺兴，在后一種情況下左电，有表達高水平端粒酶的肝細胞參與。然而页响，較新的研究表明篓足，所有小葉區(qū)的所有肝細胞都參與緩慢的肝細胞增殖，這與正常肝臟中肝臟質(zhì)量的維持有關(guān)闰蚕，并且不存在源自中央周圍區(qū)域的選擇性再生增殖栈拖。研究結(jié)果賦予所有肝細胞平等參與正常肝臟維護和修復的“民主”作用。鑒于正常肝組織中肝細胞的巨大再生能力（如再定植所證明的那樣）没陡，正常肝臟似乎不會僅僅由于肝細胞再生活性減弱而陷入功能喪失的危險涩哟。
臨床意義
大多數(shù)慢性肝病，例如病毒性盼玄、毒性（酒精）和代謝性肝病贴彼，都與肝細胞損失有關(guān)。 盡管正常肝臟組織學中肝細胞的再生能力似乎是無限的埃儿，但肝細胞的慢性損失與肝組織學的不利影響有關(guān)器仗，例如纖維化或肝硬化。此外蝌箍，ECM 的變化限制了肝細胞的再生能力青灼。慢性肝細胞損失還與HSCs從靜止到“激活”表型的激活有關(guān)，伴隨著細胞形態(tài)的變化和基因表達的根本變化妓盲，最顯著的是平滑肌肌動蛋白的表達和膠原蛋白家族蛋白質(zhì)的產(chǎn)生增強杂拨。導致 HSCs 激活的觸發(fā)因素包括肝細胞碎片的吞噬作用，以及可能與死亡且未被替換的肝細胞失去接觸悯衬。肝細胞和 HSCs 之間的這種接觸已在詳細的組織學研究中得到證實弹沽，但尚未進行任何研究來證明當相關(guān)肝細胞死亡和它們的接觸消失時 HSC 會發(fā)生什么檀夹。 ILK 及其相關(guān)蛋白（前面提到）在肝細胞和 HSCs 中表達，并調(diào)節(jié) ECM 的產(chǎn)生量策橘，包括 HSCs 合成膠原蛋白的量炸渡。可以合理地推測丽已，當肝細胞死亡時蚌堵，HSCs 對膠原蛋白合成的這種調(diào)節(jié)被破壞，從而消除了抑制膠原蛋白合成產(chǎn)生的肝細胞 ILK 介導的信號沛婴。
無論慢性肝病的分子參數(shù)如何吼畏，取代損失的肝細胞的肝細胞再生活動現(xiàn)在必須發(fā)生在已經(jīng)改變的 ECM 異常組織學環(huán)境中。這種組織學變化是任何慢性肝病的一個恒定特征嘁灯。 人們經(jīng)常忘記這一點泻蚊，但應(yīng)該強調(diào)的是，如果沒有肝細胞的慢性損失丑婿，就不會發(fā)生HSC激活性雄、纖維化、肝硬化等（唯一的例外是慢性阻塞性膽管病羹奉，其中受損膽管周圍的疤痕中出現(xiàn)纖維化）秒旋。肝細胞的代償性增殖伴隨著肝細胞的損失而不斷持續(xù)，旨在將肝臟與體重的比率維持在正常需要的 100%诀拭。肝臟對這一目標的承諾滩褥，即“肝臟調(diào)劑器（hepatostat）”，是肝臟所獨有的炫加，在其他實體器官（如肺瑰煎、腎和胰腺）中是不存在的∷仔ⅲ控制這種現(xiàn)象的全部機制尚不完全清楚酒甸。
當肝細胞進入慢性代償性增殖時，典型的多倍體肝細胞逐漸恢復到大部分二倍體狀態(tài)赋铝。 然而插勤，由于大多數(shù)多倍體肝細胞也隨機缺失染色體（因此是非整倍體），因此由這種倍性逆轉(zhuǎn)產(chǎn)生的二倍體肝細胞通常隨機地僅具有一些染色體的一個拷貝革骨，這種現(xiàn)象造成雜合性不平衡农尖。肝臟的慢性炎癥會產(chǎn)生活性氧自由基、過氧化脂質(zhì)等不利的基因毒性環(huán)境良哲，這可能對復制的肝細胞造成隨機的基因毒性損傷盛卡。 在完全完美的二倍體的情況下，一對染色體中的隨機基因組改變的結(jié)果可能由正常等位基因平衡筑凫。由于二倍體肝細胞的不平衡雜合性滑沧，積累不平衡基因組病變的可能性較高并村，其中一些可能導致腫瘤形成。 有趣的是滓技，所有與肝細胞損失相關(guān)的慢性肝病都會增加 HCC 的形成頻率哩牍。支持增殖肝細胞隨機基因組損傷累積的證據(jù)是，在肝硬化結(jié)節(jié)的明顯正常肝細胞或緊鄰 HCC 的肝細胞中存在多種基因組異常令漂。 總之膝昆，這些發(fā)現(xiàn)表明，盡管正常肝組織中正常肝細胞令人贊嘆的再生能力是非常有益的叠必，但在異常肝組織的不利條件下外潜，由“hepatostat”驅(qū)動的強迫性增殖可能弊大于利。
結(jié)論
肝臟采用多種再生策略來從損傷中恢復挠唆。 由于肝組織損失而引起的急性損傷可以得到很好的恢復，并且這種類型的修復的信號機制也得到了相當好的理解嘱吗。肝細胞和膽管細胞之間的轉(zhuǎn)分化是另一種再生方法玄组，可在選擇性失敗時挽救兩種上皮細胞之一。正常肝組織環(huán)境中肝細胞的再生能力實際上是無限的谒麦。當肝細胞的慢性損失和HSCs 的激活導致組織環(huán)境異常時俄讹，肝細胞的慢性代償性再生往往會產(chǎn)生負面后果，包括腫瘤的發(fā)生绕德。了解再生的積極后果和潛在消極后果背后的機制可以創(chuàng)造巨大的機會患膛。 我們所了解到的一切，特別是過去五年中研究嚙齒類動物肝再生的知識可能會促進這項任務(wù)的完成耻蛇。
Michalopoulos GK, Bhushan B. Liver regeneration: biological and pathological mechanisms and implications. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021 Jan;18(1):40-55. doi: 10.1038/s41575-020-0342-4.
