研究配景
肝脏是最具再生能力的实体器官，，，，在维持哺乳动物心理稳态方面施展着多种主要功效。。。。。。肝脏由重复的结构和功效单位组成，，，，称为肝小叶。。。。。。凭证功效梯度，，，，肝小叶大致分为两个主要的互补区域：门静脉周围区(PP)和中心周围区(PC)；；肝脏损伤最常爆发在PP区或PC区。。。。。。研究团队使用谱系示踪、单细胞测序、空间转录组、免疫染色判断及体内功效评估等多模态手艺，，，，剖析了四氯化碳诱导的急性PC区肝损伤后再生纪律。。。。。。
研究质料
1、对Cyp2e1-DreER;H11-tdTomato小鼠举行CCl4诱导处置惩罚，，，，处置惩罚0,2,4,7,14天后疏散出RFP+ PC hepatocytes举行单细胞测序；；
2、对wild-type小鼠举行CCl4诱导处置惩罚，，，，处置惩罚0,2,3,4天后的肝脏组织举行空间转录组。。。。。。
研究效果
一.急性PC损伤后肝细胞的形态追踪
CCl4诱导急性肝损伤动物模子是最常见要领之一。。。。。。CCl4注射2 天后，，，，CYP2E1+GS+ PC肝细胞完全消逝，，，，CYP2E1+GS-PC肝细胞处于坏死区边沿；；而E-CAD+CYP2E1- PP 区没有显着转变（图1A）。。。。。。CCl4注射4 天后，，，，CYP2E1+GS+ PC 肝细胞再次泛起；；7 天后，，，，组织学损伤险些消逝，，，，功效恢复到靠近正常状态（图1A和1B）。。。。。。该研究开发了一个与PC区相关性肝病亲近相关的遗传系统，，，，通过特异性标记Cyp2e1+ PC肝细胞，，，，实现急性PC损伤后损伤区周围残留肝细胞的形态追踪。。。。。。谱系示踪效果批注：CCl4诱导PC肝细胞的急性丧失主要通过CYP2E1+PC 肝细胞增值举行修复，，，，并辅之以CYP2E1-PC 肝细胞增值。。。。。。
图1 CYP2E1+ PC 肝细胞的谱系追踪
二.PC肝细胞再生的转录特征
对Cyp2e1-DreER;H11-tdTomato小鼠举行CCl4诱导处置惩罚，，，，处置惩罚0,2,4,7,14天后疏散RFP+ PC hepatocytes举行单细胞转录组剖析。。。。。。这些细胞分为14个clusters，，，，其中cluster8和cluster14属于CCl4诱导2天和4天后肝细胞。。。。。。cluster8和cluster14高表达细胞周期及DNA复制的相关基因（H2afz, Lcn2, Tubb5, Mki67, Tmsb4x, Hmgb2, Ube2c, Stmn1, Hist1h2ap）。。。。。。cluster9和cluster10属于CCl4诱导4天后肝细胞，，，，且高表达抗氧化相关基因（Gsta3，，，，Gsta4，，，，Cbr1，，，，Gstp1，，，，Esd）和糖异生相关基因（Fbp1，，，，Eno1，，，，Gapdh，，，，Akr1a1）。。。。。。细胞周期剖析批注：cluster8细胞主要以S 期和G2M期为主，，，，cluster14细胞主要以G2M期为主（图2A-C）。。。。。。
CCl4诱导2天和4天后，，，，PC hepatocytes的mTOR信号通路和增值相关信号通路（G2M_checkpoint, E2F_targets, Myc_targets_v1, DNA_repair）体现出显著性富集（图2E）。。。。。。Torin 1（mTOR通路）和4EGI-1抑制剂处置惩罚可显著延迟肝修复，，，，展现mTOR/4E-BP1 轴有助于中心周围再生（图2F和G）。。。。。。
图2 RFP+ PC 肝细胞的单细胞剖析
三.急性损伤后PC 肝细胞的时空表达
对wild-type小鼠CCl4处置惩罚0,2,3,4天后的肝脏组织举行空间转录组剖析，，，，将其分为4个区：zone 1、zone 2、zone 3和Dzone（图3A和3B）。。。。。。zone 1区高表达PP相关基因(Pck1, Aldh1b1, Mup20, Cyp2f2)；；zone 3区高表达PC相关基因 (Gs, Oat, Cyp1a2, Cyp2a5, Cyp2e1)；；zone 2区高表达PP的其他相关基因（Igfbp2, Hamp, Hamp2）（图3C）。。。。。。肝细胞基因的时空表达展现CCl4诱导第2天，，，，肝细胞体现出显著性损伤；；第3天，，，，受损肝细胞最先恢复。。。。。。
对3个时间点的差别基因举行表达趋势剖析，，，，？？？1中基因在第2天显著下调且随后逐渐上调，，，，这些基因主要加入肝功效代谢相关功效（图3D）。。。。。。？？？2-4中基因在第2天或第3天中显著上调且随后逐渐下调，，，，这些基因主要加入细胞周期及增值（？？？2）、肝脏发育（？？？3）、细胞运动（？？？4）等功效（图3D）。。。。。。别的，，，，增添乳酸脱氢酶基因Ldha的表达可以有助于PC肝细胞增值。。。。。。
图3 CCl4 诱导后肝损伤和肝再生的空间表达剖析
四.髓系细胞亚型和纤维化反应的动态转变
在Dzone区中，，，，髓系细胞marker基因在第2天显著上调，，，，第4天显著下调（图4A）。。。。。。诱导处置惩罚2天后，，，，Dzone区中单核细胞数目增多，，，，且陪统一小部中性粒细胞、DC、巨噬细胞的免疫浸润；；诱导处置惩罚3-4天后，，，，巨噬细胞数目显著增添，，，，而中性粒细胞和DC险些消逝（图4B）。。。。。。HSCs相关基因（Col1a1, Col1a2, Col3a1, Sparc）在Dzone区也显著表达，，，，且与髓系细胞基因表达趋势一致（图4D）。。。。。。在受损区域通过激活TGF-β1信号传导来介导纤维化反应，，，，并抑制肝细胞增殖。。。。。。在肝损伤时代，，，，髓系细胞（尤其单核细胞/MoMF）被招募到受损区域并爆发 TGF-b1 配体激活 TGF-b1 信号传导，，，，并在肝再生中施展要害作用。。。。。。
图4 髓系细胞亚型和纤维化的动态转变
五.RGD肽可减轻肝损伤并增进肝再生
巨噬细胞与细胞外基质（ECM）的粘附对浸润细胞的局部保存至关主要。。。。。。ST效果批注：ECM和细胞黏连相关信号通路在Dzone区富集（图5A和5B）。。。。。。RGD肽(Arg-Gly-Asp)通过识别整合素ITGB5对ECM举行粘附，，，，并有助于髓系细胞（尤其单核细胞/MoMF）被招募到受损区域（图5C和5D）。。。。。。
图5 ECM和细胞黏连相关基因的表达
小结
1）84%的新生PC区肝细胞由损伤区域周围剩余的CYP2E1+肝细胞增殖而来，，，，只有16%的肝细胞由先前未受损伤的PP肝细胞孝顺。。。。。。mTOR/4EBP-1信号通路以及LDHA表达上调显著加入了调控PC区肝细胞的再生。。。。。。
2）在肝再生历程中，，，，髓系泉源的免疫细胞动态性被招募到损伤区域，，，，且损伤区域保存肝星状细胞的活化以及TGF-β1信号通路的激活等系列损伤-再生反应。。。。。。
3）该研究还建设了一种基于小分子肽的减轻PC区肝损伤/增进肝再生的有用战略。。。。。。
亮点
接纳典范的“生物模子-组学剖析-定量建模-生物机制”多学科交织研究模式，，，，系统展现了差别区域肝细胞和非实质细胞协同再生的时空动态性分子和细胞行为，，，，为深入明确区域性肝损伤及其修复提供了全新的视野。。。。。。别的，，，，该研究建设的基于RGD肽治疗损伤模子的要领，，，，为临床急性药物性肝损伤提供了新的战略。。。。。。
参考文献
Wang S, Wang X, Shan Y, Tan Z, Su Y, Cao Y, Wang S, Dong J, Gu J, Wang Y. Region-specific cellular and molecular basis of liver regeneration after acute pericentral injury. Cell Stem Cell. 2024 Mar 7;31(3):341-358.e7. doi: 10.1016/j.stem.2024.01.013. PMID: 38402618.
