Виртуальная печень

created: 28.10.13
edited: 27.11.13

"Виртуальная печень" -- это одна из задач, над которой мы работаем.

Клетки печени и поджелудочной железы энтодермального происхождения (хотя, возможно получить их, например, из мезенхимальных клеток).

Цели:

  • построение генных сетей и поиск ключевых узлов, связанных с дифференцировкой гепатацитов
  • моделирование процесса дифференцировки гепатоцитов
  • анализ экспрессионных данных в норме и в патологии

Для всех них первоисточником являются клетки протоков слюнной железы человека (тоже энтодермального происхождения).

Трансдифференцировка и размножение полученных клеток обеспечивает их превращение в основу для будущих донорских органов: печени или поджелудочной железы.

НО!

Есть проблема: выход гепатоцитов нестабилен и недостаточно велик — часть клеток дифференцируется в другие типы.

Следующий шаг: усиление правильных генных сетей (поиск вариантов воздействия) и ликвидация/блокирование неправильных.

Дополнительной задачей является анализ метаболома для гепатоцитов.

Для чего нужны гепатоциты:

  • трансплантации
  • экстракорпоральной печени (колонка с гепатоцитами подключаемая к кровеносной системе "снаружи", пока идет регенерация или приживление донорской печени)
  • бета-клетки поджелудочной железы (производители инсулина)

***
draft (last edited 28.10.2013)
Костный мозг содержит две основных популяции стволовых клеток: гематопоэтические стволовые клетки (ГСК) и мезенхимальные стволовые клетки (МСК).

ГСК хорошо изучены и могут дифференцироваться в любые клетки крови.
Несмотря на достаточно массивные исследования последних 10 лет, до сих пор не ясны многие функции МСК.

МСК могут дифференцироваться в кости, хрящи и жировые клетки. А при определенных условиях, они могут дифференцироваться и в другие типы клеток.

Интересно, что МСК могут участвовать в регенеративных процессах. Потенциально использовать МСК в регенеративной медицине и восстановлении различных органов.

Стволовые клетки участвуют в гомеостазе печени и восстановлении тканей после полученных повреждений.

И ГСК и МСК могут дифференцироваться в клетки похожие на гепатоциты, т.е. те, которые могут выполнять функции гепатоцитов.

МСК могут быть получены из соматических клеток. При использовании таких клеток, не возникает особых этических вопросов, как при использовании иных стволовых клеток.

Кроме функций гепатоцитов, дифференцированные МСК обладают дополнительными свойствами:

  • Модуляция иммунитета
  • Анти-воспалительные
  • Анти-апоптозные

Разумеется, эти дополнительные функции будут весьма полезны при поражениях печени.

Эти свойства делают МСК идеальным клеточным ресурсом для восстановления различных повреждений печени.

Кроме этого, МСК устойчивость к гематотропным вирусным инфекциям.

Тем не менее, гепатоцитные клетки, полученные из МСК, пока еще не подходят для создания искусственной печени или использования их как трансплантантов. Но эти проблемы могут быть решены с использованием факторов ростов или цитокинов.

Важно понять, как сделать трансдифференцировку более эффективной.

Пробный список генов связанный с дифференцировкой МСК в гепатоциты (31.10.2013):
CX43
KRT19
AFP
KRT7
GATA4
HNF4A
Foxa2
Hnf1a
FoxM1
CK18
P450
RAB5

Из книги Колина Кэмпбелла "Китайское исследование" (27.11.13):
"В сельских районах Китая частота возникнования рака печени очень высока. С чем это связано? Казалось, главная причина заключается в хроничеком инфицировании вирусом гепатита B (HBV). В среднем примерно 12-12% участников нашего исследования были хрониески инфицированы этим вирусом. В некоторых районах половина населения была хроничеки инфицирована!
Но есть еще кое-что. Помимио того, что одной из причин возникновения рака печени в Китае служит вирус, похоже, питание также играет ключевую роль. Откуда мы это знаем? Главный признак — уровень холестерина в крови. Наблюдается значительная положительная корреляция между повышением уровня холестерина в крови и раком печени1, а нам уже известно, что животная пища повышает уровень холестерина в крови.

Итак, какую же роль играет HBV? На этот вопрос помогли ответить опыты на мышах. Вирус HBV вызывал рак печени у мышей, однако развитие болезни было обусловлено высоким уровнем казеина в питании. Кроме того, у мышей также увеличивался уровень холестерина в крови. Эти наблюдения прекрасно согласуются с результатами наших исследований людей. У людей, хронически инфицированных вирусом HBV и употребляющих животнкую пищу, повышен уровень холестерина в крови и у них чаще возникает рак печени. Вирус можно сравнить с пистолетом, а неправильное питание — со спусковым крючком".
Страница книги на сайте издательства
[.pdf] Библиография книги, с подтверждающими исследованиями

1 - Вероятность 99,9% и выше (999 шансов из 1000). (p-value = 0,01)
2 - Campbell T. C., Chen J., Liu C. et al. “Non-association of aflatoxin with primary liver cancer in a cross-sectional ecologic survey in the People’s Republic of China.” Cancer Res. 50 (1990): 6882–6893.

medportal.ru (23.10.13): "Ученые из Стэнфордского университета (США) разработали быстрый и эффективный метод получения клеток печени (гепатоцитов) из клеток человеческого жира. Стволовые клетки жировой ткани, изъятые при липосакции, были превращены в гепатоцитоподобные клетки и успешно трансплантированы в организм мышей. Статья «Enabling Autologous Human Liver Regeneration With Differentiated Adipocyte Stem Cells» была опубликована 21 октября в журнале Cell Transplantation."

#todo: (найти подобные данные для печени)

"Ученые Стэндфордского университета (США)
исследовали экспрессию генов тканей почек у 74
человек в возрасте от 27 до 92
лет и соотносили с
процессами изменения функций почек в процессе
старения организма.
Использовали около 33 тыс. нуклеотидных
последовательностей. Выяснилось,
что 985 генов в
последовательностей. Выяснилось,
что 985 генов в
почечных тканях изменяют свою активность на
протяжении жизни.
Из них с возрастом 742 гена
увеличивают экспрессию, а 243 уменьшают.
Некоторые люди имели несоответствующих возрасту
активность генов. У одних почечная ткань была
слишком стара для молодого возраста, у других еще
молода для старости"

Add new comment

Filtered HTML

  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Allowed HTML tags: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Lines and paragraphs break automatically.

Plain text

  • Web page addresses and e-mail addresses turn into links automatically.
  • Lines and paragraphs break automatically.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
8 + 3 =
Solve this simple math problem and enter the result. E.g. for 1+3, enter 4.