Signaux Clés dans la Communication des Cellules Hépatiques
Une étude révèle des signaux essentiels pour la santé des cellules du foie.
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Table des matières
Chez les vertébrés, les organes sont composés de différents types de cellules qui ont chacune des tâches spécifiques. Ces tâches sont super importantes pour la santé de l'organe. Par exemple, certaines cellules fournissent de l'oxygène et des nutriments, tandis que d'autres, comme les cellules immunitaires, aident à protéger contre les infections en nettoyant les débris. En général, ces différents types de cellules viennent de leurs origines et se transforment en cellules spécialisées au fur et à mesure de leur développement. Par contre, comment ces cellules communiquent entre elles dans le même organe n'est pas très bien compris.
Le Foie et Ses Types de Cellules
Le foie a quatre types principaux de cellules : les hépatocytes, les Cellules de Kupffer, les Cellules endothéliales et les Cellules étoilées hépatiques. La manière dont ces cellules interagissent est très importante pour que le foie fonctionne correctement. Certains signaux des cellules endothéliales contrôlent le fonctionnement des hépatocytes et la gestion du fer dans le foie. Si ces signaux se perdent, ça peut causer des problèmes au foie.
Avec les récentes avancées technologiques, les scientifiques ont pu en apprendre plus sur les types de cellules du foie et comment elles pourraient communiquer. Cependant, il reste flou ce qui se passe lorsque certains signaux entre ces cellules disparaissent.
Importance des Cellules Étoilées Hépatiques
Les cellules étoilées hépatiques se trouvent dans une zone spéciale du foie et interagissent directement avec les hépatocytes, les cellules endothéliales et les cellules de Kupffer. Ces cellules sont connues pour leur rôle dans la cicatrisation du foie, car leur activation est une étape clé dans les maladies hépatiques chroniques. Malgré cela, leurs fonctions normales dans un foie en bonne santé ne sont pas complètement comprises.
Un récepteur appelé ALK1, qui est important pour certains signaux, a été lié à une condition génétique qui cause des problèmes de vaisseaux sanguins, y compris dans le foie. Les recherches indiquent qu'en l'absence d'ALK1, les cellules de Kupffer ont du mal à survivre et à faire leur travail correctement.
Des études récentes ont montré que les signaux des hépatocytes et des cellules étoilées hépatiques sont cruciaux pour maintenir des cellules de Kupffer et des cellules endothéliales en bonne santé. Si ces signaux sont interrompus, ça peut causer des problèmes majeurs dans la fonction du foie.
Résultats de la Recherche
Pour étudier comment ces signaux fonctionnent, les scientifiques ont créé des souris spéciales qui manquent de deux signaux clés dans diverses cellules du foie. Les résultats ont montré que les cellules étoilées hépatiques sont la principale source de ces signaux importants dans le foie. Quand ces signaux ont été enlevés, les cellules de Kupffer et les cellules endothéliales ont commencé à perdre leur identité et, du coup, ça a affecté la fonction globale du foie.
Comprendre la Source des Signaux
Quand les chercheurs ont supprimé les signaux spécifiquement des cellules étoilées hépatiques, ils ont observé une perte d'identité chez les cellules de Kupffer et les cellules endothéliales. Ce processus a aussi eu des effets indirects sur les hépatocytes, menant à une dysfonction hépatique.
Pour identifier quelles cellules hépatiques produisent ces signaux importants, les scientifiques ont utilisé différentes techniques génétiques. Ils ont découvert que les cellules étoilées hépatiques étaient la source principale. D'autres types de cellules du foie n'ont pas significativement réduit leur production de signaux quand ces deux voies de signalisation ont été supprimées.
Impact sur les Cellules Hépatiques
La recherche a montré que le comportement anormal des cellules de Kupffer et des cellules endothéliales avait un effet en cascade, touchant tout l'environnement du foie. Cette perturbation a finalement conduit à une dysfonction hépatique.
En plus, la perte de ces signaux a empêché la différenciation normale de certains types de macrophages hépatiques. Ça signifie qu'au lieu de se développer correctement, ces macrophages sont restés dans un état similaire à celui des macrophages dérivés du sang.
Changements dans les Cellules Endothéliales
Les cellules endothéliales des souris expérimentales ont montré des changements significatifs dans leurs expressions géniques, indiquant un changement dans leur identité. Ces cellules ont commencé à exprimer des gènes typiquement associés à d'autres types de vaisseaux sanguins au lieu de maintenir leurs caractéristiques uniques du foie.
Ça indique que les cellules endothéliales ont perdu leurs fonctions spécialisées et ont commencé à jouer des rôles typiques d'autres vaisseaux sanguins, ce qui n'est pas bénéfique pour la santé du foie.
Défauts dans la Fonction Hépatique
La recherche a aussi donné un aperçu de la manière dont la perte de signaux clés affecte des fonctions hépatiques comme la zonation métabolique et le Métabolisme du fer. Des gènes spécifiques qui contrôlent ces processus ont été trouvés sous-exprimés chez les souris expérimentales.
Dans des foies sains, certaines protéines responsables de ces fonctions cruciales sont correctement exprimées. Cependant, sans les signaux des cellules étoilées hépatiques, ces processus ont été perturbés, ce qui pourrait mener à des conditions comme un surcroît de fer dans le foie.
Preuves de Dommages Hépatiques
À travers divers tests, il a été déterminé que les souris sans signaux montraient des signes de dommages hépatiques, y compris la cicatrisation. Des niveaux de collagène accrus ont été observés, ce qui est un indicateur courant de fibrose. De plus, certains gènes liés à la cicatrisation du foie ont également été trouvés en surexpression.
Points Clés de l'Étude
Cette étude met en avant l'importance de la communication entre les différents types de cellules dans le foie. Elle montre que les cellules étoilées hépatiques jouent un rôle central dans le maintien des fonctions et des identités des cellules de Kupffer et des cellules endothéliales.
Lorsque ces signaux sont perturbés, la santé de l'ensemble du foie peut être négativement impactée, menant à des dysfonctionnements et à des maladies potentielles.
Les résultats soulignent la complexité des interactions entre les cellules hépatiques et à quel point un bon signalement est crucial pour maintenir la santé de l'organe.
Conclusion
La recherche met en lumière l'importance des signaux des cellules étoilées hépatiques pour la santé des différentes cellules hépatiques. La perte de ces signaux peut perturber la communication et les fonctions de ces cellules, entraînant des problèmes hépatiques significatifs.
Comprendre ces processus est essentiel pour développer de futurs traitements et thérapies contre les maladies du foie. D'autres études sont nécessaires pour explorer les mécanismes derrière ces interactions et leurs implications pour la santé et les maladies du foie.
Titre: BMP9 and BMP10 coordinate liver cellular crosstalk to maintain liver health
Résumé: The liver is the largest solid organ in the body and is primarily composed of HCs, ECs, KCs, and HSCs, which spatially interact and cooperate with each other to maintain liver homeostasis. However, the complexity and molecular mechanisms underlying the crosstalk between these different cell types remain to be revealed. Here, we generated mice with conditional deletion of Bmp9/10 in different liver cell types and demonstrated that HSCs were the major source of BMP9 and BMP10 in the liver. Using transgenic ALK1 (receptor for BMP9/10) reporter mice, we found that ALK1 is expressed on KCs and ECs other than HCs and HSCs. KCs from Bmp9/10HSC-KO (conditional deletion of Bmp9/10 from HSCs) mice lost their signature gene expression, such as ID1/3, CLEC4F, VSIG4 and CLEC2, and were replaced by monocyte-derived macrophages. ECs from Bmp9/10HSC-KO mice also lost their identity and were transdifferentiated into continuous ECs, ultimately leading to collagen IV deposition and liver fibrosis. Hepatic ECs express several angiocrine factors, such as BMP2, BMP6, Wnt2 and Rspo3, to regulate liver iron metabolism and metabolic zonation. We found that these angiocrine factors were significantly decreased in ECs from Bmp9/10HSC-KO mice, which further resulted in liver iron overload and disruption of HC zonation. In summary, we demonstrated that HSCs play a central role in mediating liver cell-cell crosstalk via the production of BMP9/10 to maintain liver health.
Auteurs: Li Tang, D. Zhao, Z. Huang, X. Li, H. Wang, Q. Hou, Y. Wang, F. Yan, W. Yang, D. Liu, S. Yi, C. Han, Y. Hao
Dernière mise à jour: 2024-02-09 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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