$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wątroba jest organem wysoce regenerującym. Podczas regeneracji wątroby regenerujące się hepatocyty, komórki miąższowe wątroby, pochodzą z wcześniej istniejących hepatocytów (regeneracja wątroby sterowana przez hepatocyty) lub BEC (regeneracja wątroby sterowana przez żółć)1,2. Uszkodzenie wątroby zwykle wywołuje proliferację wcześniej istniejących hepatocytów; jednakże, gdy proliferacja hepatocytów jest zagrożona, BEC mogą przyczyniać się do hepatocytów2-4. Te dwa tryby regeneracji wątroby mają znaczenie kliniczne. Po chirurgicznym usunięciu części ludzkiej wątroby (np. z powodu guzów wątroby lub żywych dawców wątroby), hepatocyty w pozostałej wątrobie namnażają się, aby odzyskać utraconą masę wątroby. Natomiast u pacjentów z ciężkimi chorobami wątroby proliferacja hepatocytów jest znacznie upośledzona, tak że BEC lub komórki progenitorowe wątroby (LPC) wydają się przyczyniać do regeneracji hepatocytów5,6. Model częściowej hepatektomii 2/3 gryzoni, w którym hepatocyty namnażają się w celu odzyskania utraconej masy wątroby, znacząco przyczynił się do obecnego zrozumienia regeneracji wątroby sterowanej przez hepatocyty7,8. Nie ma jednak prawidłowego modelu gryzoni, w którym regenerujące się hepatocyty pochodzą głównie z BEC. Chociaż kilka modeli toksyn wątrobowych gryzoni doprowadziło do identyfikacji regeneracji wątroby sterowanej przez drogi żółciowe2-4, ostatnie badania śledzenia linii u myszy wskazują na minimalny wkład BEC w regenerację hepatocytów w tych modelach9,10. Niektóre z modeli uszkodzeń wątroby gryzoni, w tym częściowa hepatektomia11-13 i uszkodzenie wątroby wywołane paracetamolem14,15, zostały zastosowane u danio pręgowanego i doprowadziły do identyfikacji nowych genów lub szlaków zaangażowanych w regenerację wątroby. Jednak regeneracja wątroby sterowana przez hepatocyty, ale nie przez BEC, występuje w tych modelach uszkodzenia wątroby danio pręgowanego. W związku z tym potrzebny jest nowy model uszkodzenia wątroby, w którym BEC w znacznym stopniu przyczyniają się do regeneracji hepatocytów, aby lepiej zrozumieć regenerację wątroby sterowaną przez BEC.
Ogólne cele opisanego tutaj modelu ablacji hepatocytów to (1) wygenerowanie modelu uszkodzenia wątroby, w którym BEC w znacznym stopniu przyczyniają się do regeneracji hepatocytów, oraz (2) wyjaśnienie molekularnych i komórkowych mechanizmów leżących u podstaw regeneracji wątroby sterowanej przez BEC. Postawiliśmy hipotezę, że ciężkość urazu determinuje sposób regeneracji wątroby; W związku z tym przewidywaliśmy, że regeneracja wątroby napędzana przez drogi żółciowe rozpocznie się po ciężkim uszkodzeniu hepatocytów. Aby przetestować tę hipotezę, opracowaliśmy model uszkodzenia wątroby danio pręgowanego, generując linię transgeniczną, Tg(fabp10a:CFP-NTR)s931, która wykazuje wysoką ekspresję bakteryjnej nitroreduktazy (NTR) połączonej z cyjanowym białkiem fluorescencyjnym (CFP) pod specyficznym dla hepatocytów promotorem fabp10a. Ponieważ NTR przekształca nietoksyczny prolek, metronidazol (Mtz), w lek cytotoksyczny, dokonuje ablacji tylko zamierzonych komórek wykazujących ekspresję NTR16-18, w tym przypadku hepatocytów. Manipulując czasem trwania leczenia Mtz, można kontrolować zakres ablacji hepatocytów. Korzystając z tego modelu, niedawno informowaliśmy, że po poważnej utracie hepatocytów, BEC w znacznym stopniu powodują regenerację hepatocytów19, co zostało dodatkowo potwierdzone w dwóch innych niezależnych badaniach20,21. Dlatego też, w porównaniu z wyżej wymienionymi modelami uszkodzeń wątroby gryzoni i danio pręgowanego, nasz model ablacji hepatocytów jest bardziej korzystny do badania regeneracji wątroby sterowanej przez BEC.
Ten protokół opisuje procedurę przeprowadzania eksperymentów z regeneracją wątroby przy użyciu modelu ablacji hepatocytów danio pręgowanego. Model ten będzie odpowiedni do określenia mechanizmów leżących u podstaw regeneracji wątroby napędzanej przez drogi żółciowe oraz do badań chemicznych w celu identyfikacji małych cząsteczek, które mogą hamować lub zwiększać regenerację wątroby.