IL-18对肝脏再生中肝窦重建的调节作用及机制研究

Liver regeneration is an important and complicated process. The theory of hepatocyte proliferation is well documented nowadays. On the contrary, the function and role of liver mesenchymal cells in liver regeneration are still less explored. Actually, mesenchymal cells play an important role in tissue injury and repair, especially on the functional as well as constructional restoration. We have found the kupffer cell derived IL-18 was significantly elevated during liver regeneration using microarray technology. And liver regeneration decelerated accompanied by disturbed sinusoidal reconstruction when the activity of IL-18 was inhibited, indicating IL-18 may promote liver regeneration. Here, we plan to deeply explore the effect of IL-18 on sinusoidal reconstruction during liver regeneration in a partial hepatectomy model using IL-18 knock-out mice and reconstructed IL-18 factor. The results of this study may unveil a novel role of liver mesenchymal cells play in liver regeneration and will facilitate the clinical application of new therapies targeting IL-18 against liver failure.

肝脏再生是一个重要而复杂的事件，人们对肝脏实质细胞的分裂增殖已经有了较充分的认识，而对非实质细胞在这一过程的作用和机制了解相对较少。事实上，非实质细胞在各种器官的损伤和修复中占有重要地位，尤其是对器官修复中的功能和形态重塑。我们前期在肝切除再生模型上通过基因芯片技术筛选发现由肝内枯否细胞分泌的IL-18在肝再生过程中明显上调;后续研究又发现抑制体内IL-18后肝再生速度明显减慢，伴随肝窦重建的减缓。本课题拟在前期研究的基础上，以IL-18为切入点，以肝脏再生过程中的肝窦重建为研究重点，利用IL-18基因敲除小鼠和重组IL-18因子，采用体内外实验，研究肝脏再生时IL-18对肝窦重建的作用及其机制。结果有可能从另一个角度揭示肝脏再生中非实质细胞的地位和价值。为临床上各种原因导致肝功能衰竭的治疗提供可靠的理论依据。

背景：肝再生是一个受多种基因、转录因子、细胞因子等调控的复杂而又精确有序的生理过程，炎性因子家族在其中起到关键作用。IL-6、TNFα等炎性因子能够调控肝再生已经得到公认，其内在机制也已得到了深入的阐释。然而，对于近年来新发现的炎性因子，特别是IL-1β/IL-18家族是否参与调控肝再生目前国际上研究较少。本课题组的前期研究发现IL-18在肝切除术后肝再生过程中表达明显上调, 提示IL-18可能参与了肝再生的过程。但其具体角色及相应机制仍需进一步研究。. 主要研究内容：在IL-18基因敲除小鼠70%肝切除模型上进一步探索IL-18敲除对肝再生的影响。同时在术后不同时点检测肝组织中调控肝再生相关基因的表达，结合体外细胞学实验，阐释IL-18调控肝再生的具体机制。. 重要结果及关键数据：本研究发现IL-18基因敲除小鼠的肝再生速度明显加快，表现在肝脏体积、肝细胞Ki-67增殖指数、细胞周期蛋白表达的升高。与野生型小鼠相比，IL-18基因敲除小鼠肝切术后的GPC3表达呈持续低水平；体外细胞实验提示IL-18可上调GPC3蛋白的表达，这些结果提示IL-18可能通过上调GPC3负向调控了肝再生过程。. 科学意义：该研究首次在动物实验中证实IL-18可抑制肝大部切除术后肝再生，并发掘了IL-18抑制肝再生的可能分子机制。本研究提示IL-18可能成为一个调控肝再生的重要靶点，结果有望转化到临床，通过特异性抑制体内IL-18水平可能减少肝大部分切除病人术后小肝综合征、肝功能衰竭等的风险。