Гепатоциты и перисинусоидальные клетки печени обладают свойствами стволовых/прогениторных клеток

Background and aims: One of the escalated problems of regenerative medicine in hepatology now is searching and identification of regional liver stem cell. It is reported about many cell populations, which were selected from fetal and adult livers by cell sorting using the number of different stem cells' markers. However, it is unknown yet, which of described liver cells have sights of stem cells and can pretend for this role. Whereas cells have immature phenotypes during prenatal development, and at this time liver stem cell can take its position in the liver, we investigated the stem cell property of embryo and fetal human liver cells in vivo. We studied the possibility of stem cells' markers expression in regenerating rat liver also.

Methods: We studied immunohistochemically the expression of stem cells markers by both epithelial and sinusoidal human liver cells during: 1) human prenatal development (the embryos and fetal organs from 3,5 week of gestation (GW) until newborn were obtained as a result of legal medical abortions); 2) rat liver regeneration after lead nitrate toxic damage or after partial hepatectomy.

Results: Many cellular types express stem cells markers during the various periods of human development: mesenchymal cells of transverse septum - Bcl-2 (5-7 GW) and C-kit (5-6 GW); sinusoidal cells, including hepatic stellate cells (HSC) - Bcl-2 (4-12 GW and probably later); mesothelial liver cells - Bcl-2 (5 GW); hepatoblasts/hepatocytes - C-kit (from 4 GW) and C-met (4-8 GW); ductal plate cells - C-kit (7-14 GW); endothelial cells - Bcl-2 (7 GW) and CD34 (since 4 GW); mesenchymal cells of liver vessels - Bcl-2 (6-8 GW). However, only two cell populations express these markers most stable and long - hepatocytes and HSC. In the course of the rat liver regeneration after its damage by lead nitrate or partial hepatectomy the same cell populations (hepatoblasts/hepatocytes and HSC) express C-kit.

Conclusion: Thus, there are 2 types of cells showing properties of stem cells - hepatoblasts/hepatocytes and HSC - may exist in the liver. These cells can be regional liver stem/ progenitor cells and they can be used for cell therapy of the liver diseases in the future.


Введение и цель.

Регенеративная медицина - одна из наиболее бурно развивающихся и многообещающих областей медицины, в основу которой заложен принципиально новый подход к восстановлению поврежденного органа - трансплантация стволовых клеток или их стимуляция. Чтобы реализовать этот подход, необходимо знать, что представляют собой стволовые клетки, и, в частности, региональные стволовые клетки, каков их фенотип и потенции к дифференцировке. В условиях in vitro изучается множество клеточных популяций, выделенных из печени по различным маркерам стволовых/прогениторных клеток. Однако до сих пор неизвестно, какой из описанных in vivo клеточных типов печени обладает признаками стволовых. Решение этой задачи позволило бы перейти на качественно новый уровень в терапии заболеваний печени, в первую очередь хронических и наследственных. Поскольку в период пренатального развития устанавливается фенотип клеток, и они только занимают своё место в органе, целью нашего исследования было установить, какие из них могут в это время проявлять свойства стволовых клеток in vivo. Также была изучена возможность экспрессии клетками печени маркеров стволовых клеток при регенерации.

Материалы и методы.

Экспрессия наиболее актуальных маркеров стволовых / прогениторных клеток различными эпителиальными и синусоидными клетками печени была изучена иммуногистохимическими методами в ходе: 1) пренатального и раннего постнатального развития печени человека (эмбрионы и органы плодов человека 3,5-36 недель гестации (НГ) получены в результате легальных медицинских абортов и самопроизвольных выкидышей, образцы постнатальной печени - в результате аутопсий); 2) репаративной регенерации печени после повреждения нитратом свинца или частичной гепатэктомии.

Результаты.

Многие клеточные типы печени экспрессируют маркеры стволовых клеток в различные периоды пренатального развития: мезенхимальные клетки поперечной перегородки - Всl-2 (5-7 НГ) и C-kit (5-6 НГ); синусоидные клетки печени, в том числе перисинусоидальные клетки печени (ПКП) - Всl-2 (4-12 НГ, вероятно и далее); мезотелиальные клетки - Всl-2 (5 НГ); гепатобласты/гепатоциты - C-kit (с 4 НГ) и C-met (4-8 НГ); клетки протоковой пластинки - C-kit (7-14 НГ); эндотелиальные клетки - Всl-2 (7 НГ) и CD34 (с 4 НГ); мезенхимальные клетки сосудов печени - Всl-2 (6-8 НГ). Однако клетки только двух клеточных популяций экспрессируют такие маркеры наиболее стабильно и длительно - гепатобласты/гепатоциты и ПКП. Более того, эти же клеточные типы экспрессируют C-kit в регенерирующей печени крысы как после химического повреждения нитратом свинца, так и после частичной гепатэктомии.

Выводы.

В печени могут существовать как минимум две клеточные популяции, проявляющие свойства стволовых / прогениторных клеток - гепатобласты / гепатоциты и перисинусоидальные клетки печени. В связи с этим они могут рассматриваться как основные претенденты на роль региональных стволовых клеток печени с перспективой использования в клеточной терапии заболеваний печени.


Гумерова А.А., Киясов А.П., Калигин М.С., Газизов М.С., Андреева Д.И., Абдулхаков С.Р., Титова М.А., Шафигуллина А.К.
ГОУ ВПО Казанский Государственный Медицинский Университет, г. Казань