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肝細胞のコミュニケーションの重要なシグナル

研究によると、肝細胞の健康に重要なサインが明らかになったよ。

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肝細胞のシグナルが重要だよ肝細胞のシグナルが重要だよ乱れた信号が肝機能障害を引き起こす。
目次

脊椎動物では、臓器は特定の役割を持つ様々なタイプの細胞で構成されてるんだ。これらの役割は、臓器の健康にとって超重要なんだよ。たとえば、酸素や栄養を提供する細胞もあれば、免疫細胞みたいに感染から守るためにゴミを片付ける役割を持つ細胞もいる。通常、これらの異なる細胞タイプはそれぞれの起源から来て、発展するにつれて特化した細胞に変わるんだけど、同じ臓器の中でどうやってお互いにコミュニケーションをとるかはあんまりわかってないんだ。

肝臓とその細胞タイプ

肝臓には主に4つのタイプの細胞がある:肝細胞、クッパー細胞内皮細胞、そして肝星状細胞。これらの細胞が相互作用する方法は、肝臓が正常に機能するためにすごく大事なんだ。内皮細胞からの特定の信号が肝細胞の働きや肝臓内の鉄の管理をコントロールしてるんだ。この信号が失われると、肝臓に問題が生じる可能性があるよ。

最近の技術の進歩により、科学者たちは肝臓の細胞タイプやそのコミュニケーションについてもっと知ることができたけど、特定の信号が失われると何が起こるかはまだまだ不明なんだ。

肝星状細胞の重要性

肝星状細胞は肝臓の特別なエリアにあって、肝細胞や内皮細胞、クッパー細胞と直接やりとりをするんだ。この細胞は肝臓の瘢痕(かんこん)の役割で知られていて、慢性肝疾患の重要なステップなんだ。だけど、健康な肝臓での彼らの通常の機能はまだ完全には理解されてないんだ。

ALK1っていう受容体が特定の信号に重要で、血管の問題を引き起こす遺伝的な状態と関連付けられてる。研究によると、ALK1がないとクッパー細胞は生き残るのが難しくなって、ちゃんと仕事ができなくなるんだ。

最近の研究では、肝細胞や肝星状細胞からの信号が、健康なクッパー細胞や内皮細胞を維持するために重要であることが示された。この信号が途絶えると、肝機能に大きな問題を引き起こす可能性があるんだ。

研究結果

これらの信号がどのように機能するか調べるために、科学者たちは異なる肝臓細胞で2つの重要な信号を欠いた特別なマウスを作ったんだ。その結果、肝星状細胞が肝臓内のこれらの重要な信号の主な供給源であることがわかった。これらの信号が失われると、クッパー細胞や内皮細胞は自分のアイデンティティを失い、肝臓全体の機能にも影響が出たんだ。

信号の細胞源の理解

研究者たちが肝星状細胞からの信号を特に削除した時、クッパー細胞や内皮細胞のアイデンティティが失われるのを観察した。このプロセスは肝細胞にも間接的な影響を与えて、肝機能障害を引き起こしたんだ。

どの肝臓細胞がこれらの重要な信号を生産するのかを特定するために、科学者たちは異なる遺伝的手法を使った。結果として、肝星状細胞が主な供給源であることがわかった。他の種類の肝臓細胞は、これらの2つの信号経路が削除された時に、信号の生産を大きく減少させることはなかったんだ。

肝細胞への影響

研究は、クッパー細胞と内皮細胞の異常な振る舞いが連鎖的な影響を及ぼし、肝臓全体の環境に影響を与えることを示した。この混乱は最終的に肝機能障害を引き起こしたんだ。

さらに、その信号が失われると特定のタイプの肝マクロファージの正常な分化が妨げられる。つまり、これらのマクロファージは正しく発展する代わりに、血液由来のマクロファージに似た状態のままになってしまうんだ。

内皮細胞の変化

実験マウスの内皮細胞は遺伝子発現に顕著な変化を示し、アイデンティティの変化を示していた。これらの細胞は、肝臓特有の特性を維持せずに、他の血管タイプに関連する遺伝子を発現し始めたんだ。

これは、内皮細胞が専門的な機能を失って、他の血管に典型的な役割を引き受け始めたことを示していて、肝臓の健康には良くないことなんだ。

肝機能の欠陥

研究は、重要な信号の喪失が、代謝ゾーニングや鉄の代謝といった肝機能にどう影響するかについても洞察を提供した。これらのプロセスをコントロールする特定の遺伝子が、実験マウスでダウンレギュレーションされているのが見つかった。

健康な肝臓では、これらの重要な機能に関わる特定のタンパク質が適切に発現している。でも、肝星状細胞からの信号がないと、これらのプロセスが妨げられ、肝臓内の鉄過剰といった状態を引き起こす可能性があるんだ。

肝損傷の証拠

いろんなテストを通じて、信号が取り除かれたマウスは瘢痕を含む肝損傷の兆候を示したんだ。コラーゲンレベルが増加していて、これは線維症の一般的な指標なんだよ。また、肝の瘢痕に関連する特定の遺伝子も過剰発現しているのが見つかったんだ。

研究からの重要なポイント

この研究は、肝臓内の異なる細胞タイプ間のコミュニケーションの重要性を強調しているんだ。肝星状細胞がクッパー細胞や内皮細胞の機能とアイデンティティを維持する上で中心的な役割を果たしているってことがわかった。

これらの信号が妨げられると、肝臓全体の健康が悪影響を受けて、機能障害や病気につながる可能性があるんだ。

この発見は、肝臓細胞間の相互作用の複雑さや、臓器の健康を維持するための正しいシグナルの重要性を強調しているよ。

結論

この研究は、肝星状細胞からの信号がさまざまな肝細胞の健康にとって不可欠であることを明らかにしているんだ。これらの信号が失われると、細胞のコミュニケーションや機能が妨げられて、深刻な肝臓の問題を引き起こす可能性があるんだ。

これらのプロセスを理解することは、肝疾患の将来的な治療法や療法を開発するために重要なんだ。今後の研究では、これらの相互作用のメカニズムや、肝臓の健康や病気に与える影響を探る必要があるね。

オリジナルソース

タイトル: BMP9 and BMP10 coordinate liver cellular crosstalk to maintain liver health

概要: 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.

著者: 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

最終更新: 2024-02-09 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579542.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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