PP2Acα在小鼠肝再生终止中作用机制的研究

摘要

与其它器官不同，肝脏具有巨大的再生能力，这种再生能力使得肝脏在受到损伤后能够迅速恢复。许多肝脏疾病，包括肝炎，肝硬化等都伴随着一定程度的肝细胞的再生，这是肝脏为了补偿病理过程中所遭受的肝损伤的一种保护机制。正常情况下肝细胞处在G0期不进行细胞分裂，但是在2/3肝切除或化学物质诱导的肝损伤刺激下，肝细胞会退出G0期而重新进入细胞周期。肝再生可以分为引发，增殖和终止三个阶段，许多细胞因子、转录因子和信号通路被报道在肝再生过程中发挥着巨大的作用。了解肝再生的分子机制对肝损伤治疗、肝移植等有着重要的指导意义。
　　许多在肝再生的过程中起重要调控作用的信号通路，例如MAPK、PI3K/Akt、Wnt/β-catenin和TGF-β1/smad通路等，都受到磷酸化的调控。目前的研究发现蛋白质的磷酸化与去磷酸化几乎调节着每一个真核生物体生命活动中的所有过程，包括细胞的增殖、发育和分化、新陈代谢等。蛋白磷酸酶2A(proteinphosphatase2A，PP2A)是磷酸化的丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶家族中十分重要的一员，它和PP1调节了细胞内几乎90％的蛋白丝氨酸/苏氨酸的磷酸化。PP2A被报道参与了细胞代谢、DNA复制、基因表达、信号转导、细胞周期、细胞分化以及凋亡等生命活动过程。最近，越来越多的研究支持PP2A可能扮演一种肿瘤抑制因子的角色，但有关PP2A在肝再生中的作用尚无人提及，我们实验室和南京大学模式动物研究所高翔教授实验室合作，通过对PP2Acα肝脏特异性敲除小鼠建立2/3肝切除模型和CCl4诱导急性肝损伤模型，研究了PP2Acα在小鼠肝脏再生中的作用。我们的研究发现：
　　1、正常小鼠在2/3肝切除后的肝再生过程中，PP2Acα的mRNA和蛋白表达量都有一个明显的变化，从肝再生第4天开始并持续增加。表明PP2Acα可能在肝再生的后期/终止阶段发挥作用。
　　2、PP2Acα在肝脏中的缺失虽然不影响肝功能和肝脏结构，但是PP2Acα的敲除导致了小鼠出生后5周肝脏比正常小鼠大。在部分肝切除后，PP2Acα敲除小鼠的肝重过度增长，以至于到再生第10天，肝重达到正常小鼠的约1.3倍。这表明PP2Acα在小鼠肝脏的发育以及肝再生的终止中发挥着重要作用。
　　3、PP2Acα的缺失并没有对肝再生过程中肝细胞的第一轮DNA复制产生影响，而是延迟了肝再生的终止，使得肝细胞在肝再生第4～7天仍处于增殖状态，进而导致了肝再生后期肝脏的过度增长。PP2Acα的缺失可能一方面通过影响Akt-1和GSK3β的活性，抑制CyclinD1的降解，促进了肝细胞细胞周期的转换，加速肝细胞增殖，另一方面通过影响经典的TGF-β/smad3通路抑制肝再生的终止。
　　4、PP2Acα在肝再生过程中除了参与肝再生终止的调控，还可能通过激活mTOR通路引起再生肝脏中肝细胞的体积变大，从而加速了肝脏的再生进程。
　　5、在2/3肝切除以及CCl4诱导后的再生过程中，PP2Acα敲除小鼠与对照小鼠相比肝功能恢复更显著，肝再生能力更强。并且CCl4诱导的肝脏坏死和肝纤维化程度在PP2Acα敲除小鼠中都有所减轻。表明PP2Acα的敲除有效地缓解了化学性药物对肝脏损伤，同时有利于肝脏损伤后的修复，并且对肝功能起着保护作用。
　　综上所述，我们的研究表明，PP2Acα在肝脏的正常发育以及病理状态下的再生过程中都有着重要的意义。PP2Acα既可以促进损伤后的肝脏结构和功能的恢复，也可以通过调节Akt-1和GSK3β的活来性影响肝细胞的增殖。至今，人们对肝再生终止的调控机制尚不清楚，我们的研究结果提出了PP2Acα对肝再生终止的分子机制，深化了肝再生终止阶段调控的研究，为PP2Acα在慢性肝脏疾病、肝移植和肝癌的治疗中的应用提供指导，具有重大的临床和基础研究意义。

目录

文摘

英文文摘

英文缩写词表

第一章PP2A和肝再生终止的研究进展(综述)

参考文献

第二章肝再生终止阶段内源性PP2Aca表达量上升

参考文献

第三章PP2Acα肝脏特异性敲除小鼠的构建与表型分析

参考文献

第四章PP2Acα的缺失加剧了2/3肝切除后的肝再生并改善了再生肝的功能

参考文献

第五章PP2Acα调节肝脏再生终止的分子机制

参考文献

第六章PP2Acα调节肝再生过程中肝细胞的大小

参考文献

第七章PP2Acα调节CCl4诱导的肝再生

参考文献

全文总结

附录：实验材料和仪器

攻读学位期间文章发表情况

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