組織修復的分子調控與再生醫學前沿。
肝再生的分子機制
部分肝切除後肝細胞從 G₀ 重新進入 G₁ 需要兩類訊號:(1) Priming 訊號:Kupffer 細胞分泌 TNF-α→NF-κB 活化→IL-6 產生→STAT3 活化→hepatocyte competence(從 G₀ 進入 G₁)。(2) 生長因子訊號:HGF(hepatocyte growth factor,由星狀細胞分泌)和 EGF(從門脈血進入)→cMet/EGFR→MAPK 和 PI3K→細胞週期推進。負回饋:TGF-β 和 activin 在肝臟恢復原始質量後抑制增殖。Hepatostat 假說:門脈血中營養物質和生長因子的「負載/肝細胞質量」比控制增殖。小鼠 70% 肝切除後 5-7 天恢復原始質量(Michalopoulos, Lab Invest 2010)。
血管新生的調控
VEGF-A 結合 VEGFR2(KDR)→PLCγ-MAPK 和 PI3K-Akt 路徑→內皮細胞增殖、遷移和存活。Hypoxia 是最強的 VEGF 誘導因子:缺氧→HIF-1α 穩定→VEGF 轉錄↑。Notch 信號(Dll4-Notch1)調控 tip cell/stalk cell 分化:tip cell 伸出絲狀偽足感知 VEGF 梯度,stalk cell 增殖延伸管腔。Bevacizumab(anti-VEGF 單株抗體)是抗血管新生癌症治療的代表藥物。
傷口強度與膠原代謝
傷口抗張力在 3 個月時約達正常皮膚的 70-80%,永遠無法回到 100%。膠原合成需要 prolyl hydroxylase(需維生素 C 和 Fe²⁺ 作為輔因子)→壞血病(scurvy)時膠原合成失敗→傷口裂開、牙齦出血。MMP(collagenase, gelatinase)與 TIMP(tissue inhibitor of MMP)的平衡決定基質重塑的結果。MMP 失衡→過度降解(如慢性潰瘍)或不足降解(如肥厚性疤痕)。
幹細胞與再生醫學
組織駐留幹細胞(tissue-resident stem cells)在修復中的角色:腸道 Lgr5⁺ 幹細胞(Clevers 實驗室)、肝臟 oval cells(在嚴重損傷時活化)、骨骼肌衛星細胞。iPSC 技術(Yamanaka, 2012 Nobel)開啟了以患者自身細胞進行器官再生的可能。心肌再生:成人心肌的年更新率約 1%(¹⁴C 碳定年,Bergmann et al., Science 2009)→內源性再生有限,外源性策略(iPSC-CM 移植)正在臨床試驗中。
文獻參考:Michalopoulos, G.K. (2010). Lab Invest, 90, 573-580. / Bergmann, O. et al. (2009). Science, 324, 98-102.
