肝脏是人体新陈代谢最旺盛的器官,负责着各种生理反应,像一个巨大的“化工厂”。除了代谢功能之外,肝脏还负责肝脏还负责分泌胆汁、清除身体的毒素、表达血液中主要的载体蛋白以及免疫防御。
近期,来自于以色列威兹曼科学院的研究团队在《Nature》期刊发表一篇文章揭示,肝脏之所以拥有这么多惊人的能力,与其组成细胞精密分工有关。
团队负责人、威兹曼科学院分子细胞生物学系Shalev Itzkovitz教授表示:“肝脏细胞至少可分为9种不同的类型,每一种都行使着自己的职责。”
肝小叶是组成肝脏结构的基本单位,呈六角轮柱状,由肝细胞、毛细胆管、肝血窦和相当于毛细淋巴管的窦周隙(狄氏间隙)组成。
Itzkovitz教授团队与免疫学Ido Amit教授课题组合作,分析了1500个肝脏细胞的基因组信息。他们针对20000个基因构建了它们的表达图谱。同时,他们还试图可视化整个肝脏组织,在荧光显微镜下标定所有信使RNA。
荧光显微镜下小鼠肝小叶结构的横截面:中间层富含信使RNA分子(白点),这些基因最终表达生成铁调素(Hepcidin)。
结果显示,肝脏不同区域之间,超一半的基因(7000个)表达水平有差异。这一比例是之前预测结果的10倍!
研究人员发现,肝小叶不同层分别执行不同的功能。具体而言可分成:肝小叶的外层负责合成葡萄糖、凝血因子以及其他各种化合物,该区域富含合成反应所需的氧元素;内层负责降解毒素及其他物质;中间层合成并分泌铁调素(hepcidin)。
此外,他们发现,某些特定的生理过程,例如胆汁分泌,是不同区域共同参与的结果,类似于一条生产线。
这一分子水平的深度研究有利于我们了解肝脏常见疾病(肝癌、非酒精性脂肪肝等)的发病机制和程度,从而有利于我们更好地预防、诊断和治疗。