The participation of hepatic stem cells in liver regeneration
Keywords in Hungarian
máj, őssejt, regneráció
Keywords in English
liver, stem cell, regeneration
Discipline
Organ physiology and pathophysiology (Council of Medical and Biological Sciences)
50 %
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)
25 %
Gastroenterology, hepatology (Council of Medical and Biological Sciences)
25 %
Panel
Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent
Dept. of Pathology and Experimental Cancer Research (Semmelweis University)
Participants
Paku, Sándor
Starting date
2007-07-01
Closing date
2011-07-31
Funding (in million HUF)
12.360
FTE (full time equivalent)
2.40
state
closed project
Summary in Hungarian
Kísérleteinkben az őssejtek részvételével zajló máj regenerációt szeretnénk tovább tanulmányozni. Fő célkitűzésünk a regeneráció folyamatának fel gyorsítása. Ennek érdekében tovább szeretnénk jellemezni a folyamatban részt vevő sejtek (ovális/progenitor sejtek és a velük szoros kapcsolatban levő csillag/Ito sejtek) működésének szabályozását RNS és fehérje szinten. Meg szeretnénk vizsgálni a jól jellemzett AAF/Ph kísérleti modellben, hogy milyen hatást gyakorolnak az ovális sejtek viselkedésére olyan anyagok, amelyek in vitro képesek voltak a hepatocyta irányú differenciálódás serkentésére. amennyiben ezt a hatást sikerülne in vivo is megfigyelni ez azt kiváltó szert le fogjuk tesztelni valódi fulmináns májelégtelenség kísérleti modelljén (galaktózamin, paracetamol intoxicatio) is. Tanulmányozni fogjuk a máj szerkezetének módosulását a regeneráció során, hogyan marad meg/alakul ki a máj lebenykés szerkezete a bonyolult, számos sejttípust érintő proliferatív folyamat végén. Korábbi és új kísérleti eredményeinket alkalmazni szeretnénk különböző humán májbetegségekben megfigyelhető regeneratív folyamatok racionálisabb értékeléséhez és osztályozásához.
Summary
We are going to investigate in our future experiments the regeneration of the liver by the participation of the hepatic stem cell compartment. The main purpose is to accelerate this process in vivo experimental models. In order to understand better this reaction we would like to characterize the gene expression pattern of the participating oval /progenitor and stellate cells on RNA and protein level. We would like to study in the well characterized AAF/Ph model the influence of compounds which are able to enhance hepatocytic differentiation in vitro. If we succeed to accelerate the oval cell differentiation in this model we will test the efficient compounds on fulminant liver failure models e.g. glactosamine or acetaminophen intoxication. We are going to investigate structural changes of the liver during the regenerative process with specail interest on the preservation and reconstruction of the lobular structure during the complex regenerative procedure. Our previous and recent experimental results would be utilized for better understanding and rational classification of regenerative reactions in human liver specimens.
Final report
Results in Hungarian
ÖSSZEFOGLALÁS
A Thy-1 antigénnek, a csontvelői őssejtek markerének expresszióját leírták máj ovális sejtekben. Részletes morfológiai és sejtizolációs technikákkal bizonyítottuk, hogy ez az antigén nem az ovális sejtekben, hanem a velük szoros közelségben található myofibroblastokban termelődik. Új módszert dolgoztunk ki a máj felszínén levő lebenykék méretének objektív meghatározására, ennek segítségével megállapítottuk, hogy a hepatocyták és a progenitor sejtek részvételével zajló májregeneráció során egyaránt a máj tömege kizárólag a lebenykék megnagyobbodása révén pótlódik, ez eltér az egyedfejlődéstől, melynek korai postnatalis fázisában új lebenykék is képződnek.
A TCPOBOP, primer hepatocyta mitogén által kiváltott proliferativ választ nem gátolja a TGF-béta, ugyanez a vegyszer képes jelentős mértékű májsejt osztódást kiváltani cirrhotikus májakban is.
Megfigyeltük, hogy az ép humán májban az epeutak terminalis szakaszai a periportalis kötőszövetet elhagyva beterjednek a májparenchymába, de ott csak a humán májban is csökevényes formában jelenlevő interlobularis vascularis septumokban vannak jelen. Ezek az epeut szakaszok jellegzetes CD56+/CD133+/CD10- immunfenotipussal rendelkeznek. Patológiás humán májakban a ductuláris proliferációknak három típusát sikerült elkülönítenünk az immunfenotipus alapján: I. primitiv ductulusok (CD56+/EMA-/CD10-); II. epeúti obstructioval járó ductulusok (CD56-/EMA+/CD10-) és III. hepatocyta irányu differenciálódás jeleit mutató ductulusok (CD56+/EMA+/CD10+).
Results in English
SUMMARY
Thy-1, an established marker of bone marrow stem cells has been described on hepatic oval cells. We have refuted this result and proved by detailed morphological analysis and examinations of isolated cells that Thy-1 is expressed by a special subpopulation of myofibroblasts.We have developed a novel technique to make accurate measurements on surface hepatic lobules and observed by means of this technique that the liver regenerates exclusively by the enlargement of preexistent hepatic lobules. This is different from the ontogenic growth, when new lobules are formed as well in the early postnatal period.
The proliferative response elicited by the primary hepatocyte mitogen TCPOBOP is not inhibited by TGB-beta. In addition, this compound was able to initiate an intense mitogenic response in cirrhotic livers.
The terminal segments of the biliary tree in human liver spread into the parenchyma but are confined to the rudimentary interlobular vascular connective tissue septa, that is they do not enter into the hepatic lobules. These terminal biliary branches are characterized by a unique CD56+/CD133+/CD10- immunophenotype. Ductular reactions in pathological human liver samples could be diveded in 3 groups based on the immunophenotype: I. primitive ductules (CD56+/EMA-/CD10-); II. ductules of biliary obstruction (CD56-/EMA+/CD10-) and III. ductules showing hepatocytic differentiation (CD56+/EMA+/CD10+).
Dezső K, Paku S, Papp V, Turányi E, Nagy P.: Architectural and immunohistochemical characterization of biliary ductules in normal human liver, Stem Cells and Dev. 2009, 18:1417-1422, 2009
Turányi E, Dezső K, Paku S. Nagy P.: DLK is a novel immunohistochemical marker for adrenal gland tumors., Virchows Archiv 2009, 455: 295-299, 2009
Turányi E, Dezső K, Bugyik E, Szurián K, Paku S, Nagy P.: The primary mitogen (TCPOBOP)-induced hepatocyte proliferation is resistant to transforming growth factor- ß-1 inhibition, Liver International 30, 10 .1505-1510, 2010
Turányi E, Dezső K, Csomor J, Schaff Zs, Paku S, Nagy P.: Immunohistochemical classification of ductular reactions on human liver, Histopathology 57,4,607-614, 2010
Dezső K, Halász J, Bisgaard HCV, Paku S, Turányi E, Schaff Zs, Nagy P.: Delta-like protein (DLK) is a novel immunohistochemical marker for human hepatoblastomas, Virchows Archiv 452:443-448., 2008
Dezső K, Jelnes P, László V, Baghy K, Bödör Cs, Paku S, Tygstrup N, Bisgaard HC, Nagy P: Thy-1 is expressed in hepatic myiofibroblasts and not oval cells in stem cell-medated liver regeneration, American J. Pathol 2007, 171:1529-1537, 2007
Papp Veronika, Dezső Katalion, László Viktória, Nagy Péter, Paku Sándor: Architecturl changes during regenerative and ontogenic Liver growth in the rat, Liver Transplantation 15:177-183, 2009
