Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

MÁJ-REGENERÁCIÓ ŐSSEJTEKBŐL

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Dr. Balogh Péter és Dr. Engelmann PéterTranszdifferenciáció és regeneratív medicina – 8. előadás

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A májlebeny szerkezete

Glutamin szintetáz +(1-3 sejt)

Centrilobuláris(8-10 sejt)Limiting plate

Periportális(6-8 sejt)

Májkapu(triádok)

Centrális véna

Epe kivezetőcső

Bile canaliculi

Szinuszoidok

Portálisvéna

elágazása

Májartériaelágazása

Centrálisvéna

Májkapu

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A máj-regeneráció klinikai jelentősége• Hagyományos máj-transzplantációhoz

megfelelő máj mennyisége kevés• Máj sejt transzplantáció – csak kis

mennyiségben áll rendelkezésre• Feltételezett őssejtek megválasztása –

változó mértékű siker

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A máj regeneráció főbb szakaszai

Őssejtek(c-kit, c-met, CXCR4)

3. Elhalt sejtekeltávolítása

Gadolinium klorid/monocrotaline

Immunszuppresszió

EnkapszulációKo-transzplantáció

Effektor sejtek

Centrális vénaKupffer sejtek(fagocitózis)

Elpusztult sejt

Centrális vénaÉrtágítókVéráramlás megváltozása

VEGFHGFTGFFGF

MMP-9MMP-2

MT1-MMP

70-80%-os sejtpusztulás

2. Integráció

Gap junction-ok

Változékony in vivo sejt fenotípus

Szervkárosodás

Szinusz endotélpermeábilitása

Centrális vénaMMP-9SDF-1HGF(SCF)

Szervkárosodás

Mozgósítás

1. Migráció

Monocrotaline

DoxorubicinMájkárosodá

sVEGF

Fizikai/kémiai/genetikai hatás

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A máj és hasnyálmirigy fejlődéstani viszonya

Ovális sejt progenitor

Máj ovális sejt

Epevezeték Májsejt

Hasnyálmirigyovális sejt

Endokrin sejt Hasnyálmirigy-sejt

Hasnyálmirigy-kivezető sejt

Hasnyálmirigyprogenitor(ok)

?

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011A hepatoblaszt differenciálódás transzkripcionális szabályozása

Májköteg-érés

Májsejt

Központi TFhálózat

HNF-1

LRH-1

HNF-6

Foxa2

HNF-4

HNF-1

Jagged

Epevezeték-sejt

ParenchymaPeriportális

HNF-1Sox9

HNF-6/OC-2 TGF

Hex C/EBP

Hepatoblaszt

HNF-6

HNF-1

Notch2HNF-4

C/EBP

Tbx3

Albumin

HGF

Epevezeték-sejt érés

?

WntBMP+FGFFoxM1B

ECM

ECM

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ovális sejtek – felnőtt máj őssejtek/progenitor sejtek• Eredet: vitatott (prekurzoraik az epevezeték-

rendszerhez tartoznak)• Kettős differenciáció: májsejt és epevezeték-

sejt• Fenotípus: Érett hepatocita (albumin,

citokeratin 8 és 18), epevezeték-sejt (cytokeratin 7 és 19, OV-6, A6), embrionális hepatoblaszt (AFP), és hemopoetikus őssejt (Thy -1, Sca-1, c-kit) markerek expressziója

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A máj-regeneráció célsejtjei

• Hepatociták: A máj metabolikus tevékenysége

• Epevezeték-sejtek: Epevezetékek kialakítása

• Mindkettő embrionális endodermális epitél-származék.

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A májregeneráció szakaszai és formái

• Sebészeti részleges májeltávolítás – hepatocitákból kiinduló regeneráció (gyakran poliploid sejtek)

• Lehetséges források: hepatociták, ovális sejtek és extrahepatikus őssejtek (HSC?)

• A sejtvonal-elköteleződés meghatározása: albumin, glükóz-6-foszfát, transzferrin és transztiretin (máj eredetű).

• Fibrotikus regeneráció: fibrociták átalakulása miofibroblasztokká

• Parenhimális regeneráció: hepatociták regenerálása

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A máj parenhimális regenerációja• Őssejt-vándorlás a májban a sérült parenhima felé a

károsodott sejtekből felszabaduló kemotaktikus faktorok hatására (pl. SDF-1, HGF és SCF).

• Fokozott MMP-9 expresszió következtében ECM átalakulás és fokozott ér-permeabilitás.

• A helyi mikrokörnyezet átalakulása a bejutó sejtek integrációjának és osztódásának elősegítésére, részben a helyben képzett faktorok hatására (HGF, FGF, TGFa). Az elpusztult sejteket a Kupffer-sejtek fagocitálják.

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ovális sejt-aktiváció és felszaporodás• A máj sérülése aktiválja az ovális sejteket (esetleg az

epeutak falában elhelyezkedő prekurzoraikat) ÉS egyéb sejteket (csillag-sejtek, makrofágok/Kupffer-sejtek, NK sejtek, endotél, stb.)

• Májon belüli sejt-vándorlás a sérülés helyére

• Osztódás és kétirányú differenciálódás (májsejt/epeút-sejt).

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Májon kívüli sejtek a májregenerációban

Autológ: Csontvelői/mezenhimális őssejtek – fibroblasztos regeneráció

Allogén: Embrionális májsejtek ill. embrionális őssejtből differenciált májsejtek

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

iPS sejtek átalakítása májsejtekké•iPS sejtek kialakítása: transzkripciós faktorokkal való indukció•Embrioid test képződése•Endodermális elkötelezés kiváltása: Activin A és bFGF kezelés•Májsejt-differenciálódás: hepatocita növekedési faktor (HGF) kezelés•Értékelés: gén-expresszió, albumin termelés, glikogén-tárolás, urea-képzés, indukálható citokróm aktivitás

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Összefoglalás

• A májkárosodás okától és típusától függően különböző regenerációs folyamatok zajlanak le, így (a) májsejt-vesztés esetén a regeneráció a hepatocitákból, (b) toxikus károsodás esetén máj-epeút progenitor ovális sejtekből indul ki.

• Az ovális sejtek mint felnőtt májsejt/epeútsejt progenitorok valószínűleg fakultatív őssejtként támogatják a máj-regenerációt, de a folyamatban valószínűleg extrahepatikus sejtek is részt vesznek.