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ヘッジホッグシグナルは線維性毛細血管周囲間葉系間葉系細胞のニッチを識別している
Hedgehog Signaling Demarcates a Niche of Fibrogenic Peribiliary Mesenchymal Cells.
PMID: 32289375 DOI: 10.1053/j.gastro.2020.03.075.
抄録
組織損傷に応答して、間質細胞は細胞外マトリックス（ECM）成分を分泌し、組織を改造して線維化を引き起こす。肝細胞損傷および胆汁性損傷のモデルでは、実質性のステラート細胞が線維化の主な原因となっている。肝臓は、異なる異質なコンパートメントで構成されており、これらのコンパートメント内の間質細胞は、ユニークなアイデンティティと地域的な機能を持っている可能性があります。門脈には胆管があり、門脈線維芽細胞と呼ばれる間質細胞に囲まれている。我々はこれらの細胞の肝障害への寄与を調査した。
BACKGROUND & AIMS: In response to tissue injury, stromal cells secrete extracellular matrix (ECM) components that remodel the tissue and lead to fibrosis. Parenchymal stellate cells are the primary contributors to fibrosis in models of hepatocellular and cholestatic injury. The liver comprises different, heterogenous compartments; stromal cells within those compartments might have unique identities and regional functions. The portal tract contains the bile duct, which is surrounded by stromal cells often called portal fibroblasts. We investigated the contributions of these cells to hepatic injury.
方法:
Gli1:Cre;Rosa26:lox-STOP-lox-tdTomatoマウスを用いて研究を行った。マウスは胆管結紮を受けたか、または胆汁性傷害を誘導するために3,5-ジエトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジンを与えられたか、または肝線維化を誘導するために四塩化炭素を与えられた。肝臓組織を採取し、組織学および免疫蛍光により分析し、間葉系細胞を単離した。胆汁性および肝細胞傷害後に胆管を取り囲む胆道周囲間葉系間葉系細胞（PMCs）の運命を決定するために、系統追跡実験を行った。我々は、細胞選別とRNAシーケンスを組み合わせた細胞選別を用いて星状細胞とPMCsを分離し、各集団内の細胞同一性の決定因子を同定した。原発性硬化性胆管炎、アルコール性肝疾患、非アルコール性脂肪肝炎の患者、または疾患のない個人から肝臓組織を採取し、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応により解析した。
METHODS: We performed studies with Gli1:Cre;Rosa26:lox-STOP-lox-tdTomato mice. Mice underwent bile duct ligation or were fed 3,5-diethoxycarbonyl-1,4-dihydrocollidine to induce cholestatic injury or were given carbon tetrachloride to induce liver fibrosis. Liver tissues were collected and analyzed by histology and immunofluorescence, and mesenchymal cells were isolated. We performed lineage tracing experiments to determine the fates of peribiliary mesenchymal cells (PMCs) that surround the bile duct after cholestatic and hepatocellular injury. We used cell sorting combined with RNA sequencing to isolate stellate cells and PMCs, and we identified determinants of cell identity within each population. Liver tissues were obtained from patients with primary sclerosing cholangitis, alcoholic liver disease, or nonalcoholic steatohepatitis or individuals without disease and were analyzed by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction.
結果:
Gli1は胆道樹を取り囲む間葉系細胞のマーカーであったが、ヘリング管の上皮細胞ではなかった。系統的にトレースされたGli1 PMCは、胆汁損傷後に増殖し、筋線維芽細胞表現型を獲得した；Gli1 PMCは、門脈管の主管を取り囲むだけで、管路反応の上皮細胞ではなく、代わりに星状細胞に包まれていることが見出された。星状細胞と比較して、Gli1 PMCsは、活性なヘッジホッグシグナル伝達のマーカーである遺伝子、Osr1（転写因子をコードする）、およびECM関連遺伝子を含む遺伝子の異なるサブセットを発現した。ヘッジホッグシグナル伝達の喪失は、Osr1およびPMC特異的ECM遺伝子の発現を低下させた。肝疾患患者の肝組織は、対照肝組織と比較して、PMCの同一性を定義する遺伝子の発現が増加していた。
RESULTS: Gli1 was a marker of mesenchymal cells that surround the biliary tree but not epithelial cells of the canals of Hering. Lineage-traced Gli1 PMCs proliferated and acquired a myofibroblast phenotype after cholestatic injury; Gli1 PMCs were found only surrounding the main duct of a portal tract but not the epithelial cells of the ductular reaction, which were instead encased by stellate cells. Compared with stellate cells, Gli1 PMCs expressed a different subset of genes, including genes that are markers of active hedgehog signaling, Osr1 (encodes a transcription factor), and ECM-related genes. Loss of hedgehog signaling reduced expression of Osr1 and PMC-specific ECM genes. Liver tissues from patients with liver disease had increased expression of genes that define PMC identity compared with control liver tissues.
結論:
マウスの系統追跡研究において、Gli1 PMCは、活性なヘッジホッグシグナルを特徴とする間質細胞のサブセットであり、増殖し、筋線維芽細胞の表現型を獲得し、胆汁性傷害に応答して胆道樹を取り囲むことを発見した。
CONCLUSIONS: In lineage-tracing studies of mice, we found that Gli1 PMCs are a subset of stromal cells characterized by active hedgehog signaling that proliferate, acquire a myofibroblast phenotype, and surround the biliary tree in response to cholestatic injury.
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