肝祖细胞外泌体携带JAG1通过激活Notch信号通路促进PVL大鼠肝脏再生的机制研究

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Cell Death & Disease 9.6

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  本研究针对门静脉结扎(PVL)后肝脏再生机制不明确的问题,通过系统研究揭示了肝祖细胞(LPCs)来源的外泌体通过SEC31A/ALG-2/Alix轴分选JAG1蛋白,激活Notch信号通路促进肝脏再生的新机制。研究人员发现YAP诱导肝细胞重编程为Sox9+ LPCs,并通过外泌体介导的细胞间通讯激活邻近细胞的Notch信号,为肝脏再生治疗提供了新靶点。

  

肝脏作为人体重要的代谢和解毒器官,具有惊人的再生能力。然而在临床实践中,肝脏切除术后残余肝体积不足仍是导致肝功能衰竭的主要因素。门静脉栓塞(PVE)和门静脉结扎(PVL)作为增加残余肝体积的临床技术已应用30余年,但其促进肝脏再生的分子机制尚未完全阐明。特别是近年来发现,细胞外囊泡(EVs)在组织稳态维持和疾病发展中起关键作用,但外泌体在PVL后肝脏再生中的具体作用机制仍存在知识空白。

海军军医大学的研究团队在《Cell Death and Disease》发表的研究,首次揭示了肝祖细胞(LPCs)来源的外泌体通过携带Notch配体JAG1激活信号通路促进肝脏再生的分子机制。研究发现YAP-Sox9+ LPCs是JAG1+外泌体的重要来源,并通过SEC31A/ALG-2/Alix轴完成JAG1的分选和分泌,为肝脏再生治疗提供了新的理论基础和潜在靶点。

研究采用门静脉结扎大鼠模型,运用超速离心法分离外泌体,通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)进行表征。采用Co-IP-MS技术鉴定JAG1相互作用蛋白,结合免疫荧光(IF)和Western blot(WB)分析信号通路激活情况。通过JAG1抗体阻断实验验证外泌体功能,并利用TRULI和Verteporfin调控YAP活性研究其对LPCs形成的影响。

PVL手术评估及外泌体鉴定

研究首先建立PVL大鼠模型,发现术后24小时肝组织中外泌体标志蛋白CD63和Alix表达显著升高。透射电镜显示提取的外泌体呈典型杯状结构,粒径分析显示主要分布在50-200nm。

肝组织外泌体激活YAP-Notch信号促进再生

实验证实PVL后肥大部分肝组织外泌体可显著上调受体细胞中JAG1、Notch1、NICD和YAP等蛋白表达。体内实验显示外泌体处理组Ki67+增殖细胞数明显增加,表明其促进肝细胞增殖作用。

外泌体携带JAG1激活Notch信号

研究发现肥大部分肝组织外泌体中JAG1蛋白在术后24小时达峰值。通过JAG1抗体阻断实验证实,阻断后外泌体促增殖作用显著减弱,下游信号蛋白NICD、Sox9和Hes1表达降低。

ALG-2促进JAG1分选至外泌体

Co-IP-MS鉴定出SEC31A、ALG-2和Alix是JAG1关键相互作用蛋白。机制研究表明ALG-2作为桥梁分子连接SEC31A和Alix,形成SEC31A/ALG-2/Alix轴调控JAG1的外泌体分选。

YAP诱导LPCs产生JAG1+外泌体

研究发现YAP激活可诱导肝细胞重编程为Sox9+HNF4α+ LPCs,并通过上述分子轴促进JAG1+外泌体释放。这些外泌体可激活邻近细胞Notch信号,形成正反馈环路促进再生。

该研究首次系统阐明了PVL后肝脏再生的外泌体调控机制,发现YAP-Sox9+ LPCs是JAG1+外泌体的重要来源,并解析了SEC31A/ALG-2/Alix轴介导的JAG1分选机制。这些发现不仅丰富了肝脏再生的理论基础,也为开发基于外泌体的肝脏再生治疗策略提供了新思路。特别是针对肝切除术后肝功能恢复、肝衰竭治疗等临床问题,该研究提出的分子机制和靶点具有重要的转化医学价值。

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