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.2013年11月;58(5):1801-13.
doi:10.1002/hep.26511。 Epub 2013年9月30日。

Notch和Hedgehog之间的交叉对话调节小鼠肝星状细胞的命运

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Notch和Hedgehog之间的交叉对话调节小鼠肝星状细胞的命运

谢冠华等。 肝病学. 2013年11月.

摘要

肝脏修复涉及肝星状细胞(HSC)的表型变化和调控上皮-间充质/间充质-上皮转换的形态发生信号通路的重新激活,如Notch和Hedgehog(Hh)。Hh刺激HSC成为肌成纤维细胞(MFs)。最近对肝脏受损的成年小鼠进行的血统追踪研究表明,一些MF成为多能祖细胞,以再生肝细胞、胆管细胞和HSC。我们研究了原代HSC培养物和两种不同的纤维化动物模型,以评估以下假设:激活HSC中的Notch通路,通过一种涉及上皮-间质样转变的机制,刺激HSC成为(并保持)MFs,并需要与典型的Hh通路相互对话。我们发现,当培养的HSC转变为MFs时,它们激活Hh信号,经历上皮-间质样转变,并增加Notch信号。MFs/HSC中阻断Notch信号抑制Hh活性并导致间质-上皮样转变。抑制Hh通路可抑制Notch信号传导,并诱导间质-上皮样转变。在小鼠多能干祖细胞系中操纵Hh和Notch信号可引起类似反应。在小鼠中,肝损伤增加了MF和Hh-反应MF子代(即HSC和导管细胞)的Notch活性。有条件地干扰胆管阻塞小鼠MF中的Hh信号抑制Notch信号并阻断MF和导管细胞的积聚。

结论:Notch和Hedgehog通路相互作用,通过调节上皮-间充质样/间充质-上皮样转变,控制参与成人肝脏修复的关键细胞类型的命运。

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数字

图1
图1。肝损伤增加Desmin表达基质细胞的Notch信号
(A) 假手术或BDL手术后14天WT小鼠肝脏总mRNA的qRT-PCR分析,以检测Notch通路基因的表达*p<0.05sham,n=4。(B) BDL小鼠肝脏中Notch-2、Jagged-1或Hey2(棕色)与Desmin(绿色)的双重免疫组化显示这些标记物的共同定位(插图)。在10个随机选择的字段中,还量化了Desmin+细胞中双阳性细胞的百分比*p<0.001sham,n=3只小鼠/组。(C) 假手术或BDL手术后14天从WT小鼠分离的HSC的FACS分析ASMA、Notch-2、Jagged-1或Hey2的表达。Desmin被用作HSC的标记物。(D) 高脂饮食/CCl处理14天的WT小鼠肝脏总mRNA的qRT-PCR分析4.*p<0.05,**p<0.01与高脂肪饮食控制相比,n=3。(E) 高脂饮食/CCl中Notch-2、Jagged-1或Hey2(棕色)和Desmin(绿色)的双重免疫组化4小鼠肝脏显示这些标记物的共同定位(插入)。放大倍数×40。在10个随机选择的字段中,还量化了Desmin+细胞中双阳性细胞的百分比*p<0.001.HF控制,n=3只小鼠/组。
图1
图1。肝损伤增加表达Desmin的基质细胞中的Notch信号传导
(A) 假手术或BDL手术后14天WT小鼠肝脏总mRNA的qRT-PCR分析,以检测Notch通路基因的表达*p<0.05sham,n=4。(B) BDL小鼠肝脏中Notch-2、Jagged-1或Hey2(棕色)与Desmin(绿色)的双重免疫组化显示这些标记物的共同定位(插图)。在10个随机选择的字段中,还量化了Desmin+细胞中双阳性细胞的百分比*p<0.001sham,n=3只小鼠/组。(C) 假手术或BDL手术后14天从WT小鼠分离的HSC的FACS分析ASMA、Notch-2、Jagged-1或Hey2的表达。Desmin被用作HSC的标记物。(D) 高脂饮食/CCl处理14天的WT小鼠肝脏总mRNA的qRT-PCR分析4.*p<0.05,**p<0.01与高脂肪饮食控制相比,n=3。(E) 高脂饮食/CCl中Notch-2、Jagged-1或Hey2(棕色)和Desmin(绿色)的双重免疫组化4小鼠肝脏显示这些标记物的共同定位(插入)。放大倍数×40。在10个随机选择的字段中,还量化了Desmin+细胞中双阳性细胞的百分比*p<0.001.HF控制,n=3只小鼠/组。
图2
图2。原发性HSC转分化过程中Notch信号被激活
(A) 静止(新鲜分离,第0天)和肌纤维母细胞(培养第7天)HSC的FACS分析。结蛋白和α-平滑肌肌动蛋白(ASMA)分别用作静止或肌纤维母细胞性HSC的标记物。(B) 静态和肌纤维母细胞性HSC中Notch抑制剂(Numb)、受体(Notch-1和Notch-2)、配体(Jagged-1)和靶基因(Hes1、Hey1、Hey2和c-Myc)的qRT-PCR分析。结果与导管祖细胞(603B)中的基因表达进行比较,*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,n=3。
图3
图3。Notch-responsive肝祖细胞(603B)共同表达导管、肝细胞、HSC和间充质标志物
(A) FACS分析证实603B是具有活跃Notch信号的小鼠导管祖细胞。灰色线表示同型对照。(B) 603B的FACS分析显示,其他导管标记物(Krt7和HNF6)也有表达,但肝细胞标记物(HNF4α、AFP和白蛋白)、Hh信号因子/靶基因(Ptc、Gli1和Gli2)、间充质标记物(Vimentin和ASMA)和HSC相关标记物(Desmin和GFAP)也有表达(C)通过qRT-PCR分析比较603B与原代小鼠肝细胞(mHep)和新鲜分离或培养激活的原代小鼠HSC(分别为d0 mHSC和d7 mHSC)的基因表达,n=3/组。#表示无法检测的信号。
图4
图4。抑制Notch信号抑制Hedgehog信号并促进导管型祖细胞的间质-上皮样转变和肝细胞分化
用DAPT(γ-分泌酶抑制剂)处理603B 48小时后的qRT-PCR分析(a)Notch通路基因、(B)上皮/静止基因和(C)肌成纤维细胞(MF)/刺猬(Hh)基因的变化*p<0.05二甲基亚砜对照,n=3。
图5
图5。Notch抑制抑制Hedgehog信号传导并促进原发性HSC间质-上皮样转变
用DAPT治疗3天的原发MF-HSC的qRT-PCR分析(A)Notch基因、(B)MF/Hh靶基因、(C)上皮/静止基因和(D)前体基因的变化,*p<0.05DMSO控制,n=3。(E) DAPT处理的MF-HSC染色,以检测裂解的Notch-2、Jagged-1和Hey2蛋白。比例尺:150μM。(F) 检测DAPT对ASMA HSC表达、增殖(Ki67)和脂质含量(油红O)的影响。
图6
图6。阻断肌纤维母细胞肝细胞的Hedgehog信号抑制Notch信号
(A) 对用Hh抑制剂GDC-0449或DMSO处理48小时的603B进行qRT-PCR分析,以了解Hh靶基因(Ptc和Gli1)、Notch基因(Notch-2、Jagged-1、Hey1和Hey2)和上皮基因(AFP和HNF4α)的变化*p<0.05DMSO控制,n=3。(B) GDC-0449处理3天的原发MF-HSC的qRT-PCR分析*p<0.05,**p<0.01.DMSO控制。(C–E)ASMA-Cre-ERT2段–Smo-flox(双转基因,DTG)小鼠接受BDL,并从BDL后第4天到第10天每隔一天用载体(VEH,橄榄油,n=3)或三苯氧胺(TMX,n=4)治疗。(C) 肝总信使核糖核酸的qRT-PCR分析,*p<0.05。(D) Notch-2和Hey2的代表性免疫组织化学和量化。比例尺:100μm*p<0.05,**p<0.01。(E)图5D所示肝脏切片中Notch-2或Hey2(棕色)与Desmin(绿色)双重染色。还量化了Desmin+细胞中Notch-2/Desmin或Hey2/Desmin双阳性细胞的百分比。每只老鼠至少有10个字段*p<0.05,n=3。

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