哺乳动物的肝脏具有非凡的再生能力，能够在损伤或部分切除后完全恢复其质量和功能。巴塞罗那大学研究人员领导的一项研究确定了激活该器官再生的DNA区域。这项研究发表在《Cell Genomics》杂志上，提供了肝再生调控元件与参与此过程的关键基因之间相互作用的全基因组图。研究结果使人们更好地了解了再生的基本机制，并可能对再生医学的发展产生未来的影响。
论文由研究人员Palmira Llorens-Girrat（文章的第一作者）和教授Florenci Serras和Montserrat Corominas签署，这三位教授均来自UB生物学院遗传学、微生物学和统计系以及IBUB生物医学研究所。来自Bellvitge生物医学研究所（IDIBELL）、肝脏和消化疾病CIBER地区（CIBEREHD）、基因组调控中心（CRG）和巴塞罗那分子生物学研究所（IBMB-CSIC）的研究人员也参加了此次会议。
该研究使用器官切除后的小鼠肝脏来分析染色质的变化，染色质是细胞核内DNA组织的结构，在再生过程中调节基因表达起着关键作用。Corominas说：“切除或部分肝切除是一种常见的临床实践，无论是在切除肝肿瘤还是活体供肝移植中，都会将部分肝脏移植给肝功能障碍患者，因此了解这个过程的工作原理有助于设计优化其反应的策略”，他与来自IDIBEL的Isabel Fabregat一起协调了这项研究。
与肝脏胚胎发育的相似性
为了获得再生过程的全局和动态视图，研究人员分析了多种基因组数据，这些数据使他们能够比较肝脏的再生与胚胎发育，并检测这两个过程之间的相似性。通过这种方法，他们观察到再生关键基因的表达是由多种再生反应调控元件协调的，包括增强子（激活基因表达的DNA区域）、再生特异性的DNA区域，以及重新激活的发育增强子。也就是说，来自胚胎发育不同阶段的再利用增强子，目的是激活肝细胞增殖所必需的细胞过程，肝细胞是肝脏中最丰富的细胞。研究人员还发现，肝脏再生涉及抑制调节肝脏特定代谢功能的增强剂，特别是那些参与脂肪和其他脂质代谢的增强剂。
文章的第一作者Palmira Llorens-Girrat说：“这表明再生是一个高度调节的过程，其中建立了反向关系：这些增殖计划被优先考虑，而能量密集型代谢过程，如胆汁酸和视黄醇的合成，暂时受到抑制。"
该研究还确定了可能的转录调控因子，这些转录调控因子协调肝脏再生。在这个过程开始时，AP-1和ATF3复合物将负责激活负责启动转录程序的增强子，即休眠肝细胞重新进入细胞并开始增殖所需的基因激活序列。在第二阶段，该监管将由NRF2主导。这是三种转录因子，即通过激活或抑制转录来调节基因活性的蛋白质，这是基因传递信息以指导细胞功能反应的方式之一。
通向转化再生医学的桥梁
这项研究的重点之一是提供一个全基因组的增强子-基因相互作用图。结合早期肝再生关键调控因子的确定，这可能是未来专注于肝再生调控因子的研究的宝贵资源。
虽然这是一项基础研究，因此旨在更好地了解再生的基本机制，但没有立即临床应用，研究人员强调，这可能对再生医学的发展产生影响。“正是这种深入的知识可以为未来的医学发展奠定基础，并最终转化为具体的治疗干预措施，例如激活特定增强剂或调节再生反应的药物。因此，像这样的研究可以成为转化再生医学的桥梁”，研究人员得出结论。
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