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        胰腺再生相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

        2010-02-09 00:17:28黃麗王興鵬
        中華胰腺病雜志 2010年4期
        關(guān)鍵詞:腺泡體細(xì)胞胰島

        黃麗 王興鵬

        胰腺再生相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

        黃麗 王興鵬

        胰腺是一個(gè)重要的內(nèi)外分泌混合腺,其病理變化與生命息息相關(guān)。胰腺病變后可能會損傷其功能,導(dǎo)致生活質(zhì)量下降,故胰腺功能的修復(fù)日益受到重視。成體胰腺通常被認(rèn)為是一個(gè)細(xì)胞更新緩慢、再生能力低下的器官,關(guān)于胰腺再生的研究目前尚處于起步階段,具體機(jī)制知之甚少。本文對近年來胰腺再生相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展做一綜述。

        一、胰腺再生相關(guān)因子

        胰腺組織修復(fù)受到許多生長因子的調(diào)控,包括角質(zhì)細(xì)胞生長因子(keratinocyte growth factor, KGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor, FGF)、表皮細(xì)胞生長因子(epidermal growth factor, EGF)、胰島素樣生長因子(insulin-like growth factors, IGF-1)、肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor, HGF)、再生蛋白(regeneration, Reg)、胰島再生相關(guān)蛋白 (islet neogenesis-associated protein , INGAP)等。

        Uzan等[1]應(yīng)用BrdU標(biāo)記法檢測胰腺導(dǎo)管細(xì)胞增殖情況,發(fā)現(xiàn)KGF通過激活ERK1/2促進(jìn)導(dǎo)管細(xì)胞有絲分裂。同時(shí),KGF直接導(dǎo)致一些導(dǎo)管細(xì)胞表達(dá)胰腺十二指腸同源盒-1(pancreatic and duodenal homeobox gene 1,Pdx1)進(jìn)而促進(jìn)β細(xì)胞再生。Yan等[2]早期外源性給予急性水腫性胰腺炎大鼠FGF,可使腺泡細(xì)胞的DNA合成增加,促進(jìn)胰腺腺泡再生,加速受損組織的整合,阻止急性胰腺炎(AP)的進(jìn)展。Tomaszewska等[3]研究發(fā)現(xiàn),在缺血再灌注誘導(dǎo)的AP模型,外源性給予EGF后,胰腺炎癥反應(yīng)減輕,促進(jìn)胰腺的修復(fù)和再生過程。Lee等[4]報(bào)道,EGF可促進(jìn)胰島素分泌及胰腺β細(xì)胞再生。

        Menke等[5]報(bào)道,雨蛙素誘導(dǎo)的的AP大鼠的胰腺組織中HGF及其受體c-Met mRNA和蛋白水平均較正常時(shí)為高,并隨著炎癥的減退而逐漸恢復(fù)至正常水平,其表達(dá)水平與胰腺損傷程度呈正相關(guān),認(rèn)為HGF是通過與其特異性膜受體c-Met結(jié)合在組織器官損傷后的再生中發(fā)揮重要作用。Warzecha等[6]在相同的模型中發(fā)現(xiàn),應(yīng)用外源性重組人HGF可減輕胰腺損傷,加速胰腺結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù),其機(jī)制可能為抑制炎癥,改善胰腺血流,促進(jìn)腺泡細(xì)胞的凋亡。

        Bluth等[7]應(yīng)用3%牛黃膽酸鈉逆行胰管內(nèi)注射誘導(dǎo)大鼠AP,結(jié)果顯示胰腺腺泡及胰管細(xì)胞的Reg-1蛋白表達(dá)增加;同時(shí),胰管、胰島、腺泡細(xì)胞的Reg-1受體表達(dá)增加三倍。 Viterbo等[8]的研究顯示,胰管內(nèi)注射抗Reg-1抗體可加重牛黃膽酸鈉誘導(dǎo)的急性胰腺炎,提示Reg家族在AP發(fā)病中起保護(hù)作用。INGAP為β細(xì)胞再生的啟動(dòng)子,它可促進(jìn)小鼠、大鼠、倉鼠和狗的胰島β細(xì)胞數(shù)量增加。人類的臨床試驗(yàn)[9]也證實(shí)INGAP為促進(jìn)胰島再生的主要因子,可用于治療糖尿病。

        二、胰腺再生相關(guān)通路

        Notch通路[10]在胰腺再生過程中重新激活。通過化學(xué)或遺傳學(xué)方法使大鼠Notch通路失活將導(dǎo)致其胰腺外分泌發(fā)育受損。Fendrich等[11]報(bào)道,Hedgehog(Hh)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在正常胰腺成熟組織中無表達(dá)或僅低表達(dá),在大鼠胰腺外分泌再生時(shí)表達(dá)。雨蛙肽注射誘導(dǎo)AP后,胰腺腺泡細(xì)胞的Hh信號通路被激活,待細(xì)胞再生后,Hh通路的組成成分表達(dá)恢復(fù)至正常水平。此外,F(xiàn)endrich等[11]報(bào)道在外分泌胰腺再生時(shí)Hh信號通路對于胰腺內(nèi)兼性前體細(xì)胞的激活是必要的。Watanabe等[12]發(fā)現(xiàn)磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號通路在胰管細(xì)胞分化成胰島細(xì)胞中起重要作用。

        三、胰腺再生相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子

        腺泡特異性的基因表達(dá)需要胰腺轉(zhuǎn)錄因子1α(Ptf1α),P48是Ptf1α中唯一與腺泡基因調(diào)節(jié)及胰腺腫瘤相關(guān)的成分。Molero等[13]報(bào)道,Ptf1α/P48在AP誘發(fā)6 h后顯著下降,在24 h后開始持續(xù)上升,第6天時(shí)恢復(fù)正常水平。若損傷后不能重新表達(dá)Ptf1α/P48,則會阻止腺泡細(xì)胞分化及胰腺再生。

        四、胰腺干細(xì)胞

        胰島細(xì)胞的缺陷或缺乏導(dǎo)致的1型或2型糖尿病是影響人類健康的重大疾病之一。有研究發(fā)現(xiàn)[14]利用干細(xì)胞作為移植的供體治療糖尿病已成為可能。目前已知,胰腺干細(xì)胞有三種來源,分別是胚胎源性干細(xì)胞、胰源性胰腺干細(xì)胞、非胰源性胰腺干細(xì)胞。其中,因胰源性胰腺干細(xì)胞分化生成目標(biāo)細(xì)胞的生物學(xué)步驟較短,無免疫排斥反應(yīng),且不存在倫理學(xué)問題,最近以胰源性胰腺干細(xì)胞研究最為火熱。β細(xì)胞再生有兩種說法,其一可能來源于位于胰島內(nèi)的兼性前體細(xì)胞(一種成熟的細(xì)胞類型,在面對損傷時(shí),可獲得前體細(xì)胞的特性),其二來源于位于胰管內(nèi)的前體細(xì)胞。前者通過去分化、增殖、重分化,形成新生胰島;后者通過分化形成胰島細(xì)胞。世系追蹤技術(shù)顯示胰管細(xì)胞作為前體細(xì)胞,促進(jìn)出生后小鼠胰島正常生長及胰腺受損后胰島再生[15]。

        五、胰島移植

        Jung等[16]報(bào)道,切除小鼠70%的胰腺組織后出現(xiàn)血糖升高及體重下降,給予同源性的胰島移植后血糖恢復(fù)正常,體重開始進(jìn)行性增加,術(shù)后第10天,殘余胰腺中β細(xì)胞數(shù)量及胰島素水平在胰島移植組中明顯增加,說明移植的胰島可促進(jìn)內(nèi)源性的β細(xì)胞再生。

        六、前景和展望

        關(guān)于胰腺再生的研究目前尚處于探索階段,胰腺再生醫(yī)學(xué)的研究對胰腺疾病如胰腺炎、胰腺癌和糖尿病具有重要的意義。闡明胰腺再生的分子機(jī)制,將為胰腺疾病的治療提供新的思路。

        [1] Uzan B,Figeac F,Portha B,et al.Mechanisms of KGF mediated signaling in pancreatic duct cell proliferation and differentiation.PLoS One,2009,4:e4734.

        [2] Yan Q,Yao X,Dai LC,et al.Effect of early administration of exogenous basic fibroblast growth factor on acute edematous pancreatitis in rats.World J Gastroenterol,2006,12:3060-3064.

        [3] Tomaszewska R,Dembiflski A,Warzecha Z,et al.The influence of epidermal growth factor on the course of ischemia-reperfusion induced pancreatitis in rats.J Physio1 Pharmacol,2002,53:183-198.

        [4] Lee HY,Yea K,Kim J,et al.Epidermal growth factor increases insulin secretion and lowers blood glucose in diabetic mice.J Cell Mol Med,2008,12:1593-1604.

        [5] Menke A,Yamaguchi H,Giehl K,et al.Hepatocyte growth factor and fibroblast growth factor 2 are overexpressed after cerulein-induced acute pancreatitis.Pancreas,1999,18:28-33.

        [6] Warzecha Z,Dembiński A,Ceranowicz P,et al.Inhibition of cyclooxygenase-2 reduces the protective effect of hepatocyte growth factor in experimental pancreatitis.Eur J Pharmacol,2004,486:107-119.

        [7] Bluth MH,Patel SA,Okamoto H,et al.Pancreatic regenerating protein (regI) and reg I receptor mRNA are upregulated in rat pancreas after induction of acute pancreatitis.World J Gastroenterol,2006, 12:4511-4516.

        [8] Viterbo D,Callender GE,DiMaio T,et al.Administration of anti-Reg I and anti-PAPII antibodies worsens pancreatitis. JOP,2009,10:15-23.

        [9] Pittenger GL,Taylor-Fishwick D,Vinik AI.The role of islet neogeneis-associated protein(INGAP) in pancreatic islet neogenesis.Curr Protein Pept Sci, 2009,10:37-45.

        [10] Notch JT,Lubeseder-Martellato C,Lee M,et al.Notch signaling is required for exocrine regeneration after acute pancreatitis.Gastroenterology,2008,134:544-555.

        [11] Fendrich V,Esni F,Garay MV,et al.Hedgehog signaling is required for effective regenerationof exocrine pancreas.Gastroenterology,2008,135:621-631.

        [12] Watanabe H,Saito H,Ueda J,et al.Regulation of pancreatic duct cell differentiation by phosphatidylinositol-3 kinase.Biochem Biophys Res Commun,2008,370:33-37.

        [13] Molero X,Adell T,Skoudy A,et al.Pancreas transcription factor 1 alpha expression is regulated in pancreatitis.Eur J Invest,2007,37:791-801.

        [14] 趙德明,張樺,陳宏,等.三種不同免疫抑制劑對胰島細(xì)胞功能的影響.第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,23:151-152.

        [15] Xia B,Zhan XR,Yi R,et al.Can pancreatic duct-derived progenitors be a source of islet regeneration?Biochem Biophys Res Commun,2009,383:383-385.

        [16] Jung HS,Ahn YR,Oh SH,et al.Enhancement of beta-cell regeneration by islet transplantation after partial pancreatectomy in mice.Transplantation,2009,88:354-359.

        2009-09-28)

        (本文編輯:屠振興)

        10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2010.04.028

        200080 上海,上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科(黃麗、王興鵬);同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院消化內(nèi)科(王興鵬)

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