organisatie en functie van het leverweefsel

de lever is een belangrijk orgaan dat taken uitvoert die van vitaal belang zijn voor het leven, zoals het metabolisme van voedingsstoffen en xenobiotica, evenals ontgifting. Het is opmerkelijk dynamisch, in staat om voortdurend te vernieuwen zijn cellen en regenereren 2/3 van zijn massa na gedeeltelijke hepatectomie. De leverfunctie hangt af van de unieke weefselarchitectuur. Hepatocyten vertonen een complexe apico-basale polariteit: hun apicale membranen vormen een driedimensionale (3D) smalle band tussen aangrenzende cellen, die gezamenlijk leiden tot het gal canaliculi (BC) netwerk, een essentieel onderdeel voor galafscheiding en de algehele leverfunctie. De verschillende cel – celcontacten in het weefsel staan hepatocytes toe om veelvoudige apicale en basolaterale oppervlakken per cel te ontwikkelen die tot een complexe 3D weefselorganisatie leiden. Het is, dus, zeer belangrijk om de specifieke structurele organisatie van hepatocytes en hun interactie met de sinusoïdale endothelial cellen maar ook stellate en Kupffer cellen te begrijpen om leverfunctie en homeostase te begrijpen. Dit project is gericht op het identificeren en karakteriseren van de belangrijkste factoren die verantwoordelijk zijn voor het behoud en verlies van hepatocyt polariteit, evenals de 3D-organisatie van het BC en sinusoïdaal netwerk in leverweefsel. We behandelen drie vragen:

  • Hoe wordt de polariteit van hepatocyten gereguleerd?
  • hoe assembleren cellen met complexe polariteit zich in weefsel?
  • Hoe wordt de weefselarchitectuur gehandhaafd wanneer er celvernieuwing is als gevolg van weefselregeneratie?

reconstructie van de leverweefselstructuur in 3D

Het doel is een kwantitatief begrip van de leverstructuur te ontwikkelen door middel van beeldanalyse en multi-scale modellering. We gebruiken een pijplijn van state-of-the-art beeldvormingstechnieken en nieuwe algoritmen voor beeldanalyse om de 3D-structuur van leverweefsel en zijn dynamiek in vivo te reconstrueren. Door het toepassen van high – en super-resolution lichtmicroscopie, elektronenmicroscopie( EM) en intra-vital imaging streven we naar het ontwikkelen van een ongekend kwantitatief begrip van leverweefselorganisatie op multi-schaal, variërend van de subcellulaire tot de lobule niveaus. De geëxtraheerde kwantitatieve parameters zullen worden gebruikt om een weefselstructuur model te genereren. Voorspellingen uit het model zullen dan worden getest door de introductie van genetische exploitatie endocytose voor siRNA levering en chemische verstoringen. Het tot zwijgen brengen van genen in primaire hepatocyten of in muizenlever is mogelijk gebruikend state-of-the-art RNA interferentie (RNAi) (Zeigerer et al., 2012). Met behulp van deze benadering was het mogelijk om fenotypen op meerdere schalen te beschrijven, van het moleculaire tot het cellulaire niveau tot de orgaan-en organisme fysiologie. Validatiestudies zullen worden uitgevoerd op de zich ontwikkelende, volwassen en regenererende lever na partiële hepatectomie.

functionele genomica in muizenlever

de efficiënte afgifte van siRNA ‘ s en het tot zwijgen brengen van genen in hepatocyten biedt de unieke mogelijkheid om een systeembiologieanalyse uit te voeren in muizenlever, als zoogdierorgaanmodel. Een voorbeeld van het enorme potentieel van deze aanpak is de multi-scale analyse van de lever na uitputting van Rab5 door siRNAs geleverd via lipide nanodeeltjes (LNPs) in samenwerking met Victor Koteliansky (Zeigerer et al., Natuur 2012).

Fig. 1

Het wordt algemeen aanvaard dat modern biologisch onderzoek zich niet langer kan beperken tot het afzonderlijk bestuderen van afzonderlijke moleculaire componenten, maar meerdere niveaus van complexiteit moet omvatten, hiërarchisch geordend van moleculair tot subcellulair, tot cellen, weefsels, organen en hele organismen. We streven ernaar om functionele informatie binnen elk niveau te integreren en een brug te slaan tussen de schalen, om te begrijpen hoe verstoringen op moleculair niveau zich manifesteren op alle niveaus van complexiteit.

regulering van de levergrootte tijdens ontwikkeling en regeneratie

orgaangrootte en-vorm worden nauwkeurig gecontroleerd tijdens ontwikkeling en regeneratie. In Drosophila en zoogdieren, hebben de studies in de afgelopen jaren een kritieke rol van de weg van de transductie van het nijlpaard in de verordening van orgaangrootte blootgelegd: bijvoorbeeld, leidt de de-verordening van het nijlpaard tot leverovergroei. Tot nu toe hebben we een goed begrip verkregen van de moleculaire componenten van de Hippo signaalweg, hun effecten op proliferatie en apoptose, hun rol in de zelfvernieuwing en expansie van stamcellen en weefselspecifieke voorlopercellen, en hun functie in weefselregeneratie. We missen echter nog steeds informatie over hoe cellen op moleculair niveau de voltooiing van orgaanontwikkeling of-reparatie” waarnemen ” om celproliferatie te stoppen en orgaanovergroei te voorkomen. We ontwikkelen een theoretisch en experimenteel kader om te meten, te beschrijven en te modelleren hoe signaalwegen die in leverontwikkeling en homeostase zoals Hippo, HGF en Wnt handelen worden gereguleerd om het juiste morfogenetische proces tijdens leverontwikkeling en-reparatie te verzekeren.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.