MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Ústav experimentální biologie Oddělení fyziologie a imunologie ţivočichů
Vývoj a funkce jater u savců Bakalářská práce
2011
Autor: Veronika Dudková Vedoucí práce: Mgr. Jiří Pacherník, Ph.D.
Prohlášení Prohlašuji, ţe tato bakalářská práce je mé původní dílo, a ţe všechny pouţité zdroje jsou řádně citovány. Souhlasím s uloţením této bakalářské práce v knihovně Ústavu botaniky a zoologie PřF MU v Brně, případně v jiné knihovně MU, s jejím veřejným půjčováním a vyuţitím pro vědecké, vzdělávací nebo jiné veřejně prospěšné účely, a to za předpokladu, ţe převzaté informace budou řádně citovány a nebudou vyuţívány komerčně.
V Brně dne:
Podpis:
Poděkování Chtěla bych poděkovat mému vedoucímu práce panu Mgr. Jiřímu Pacherníkovi, PhD. za pomoc při vypracování mé práce, za cenné rady a připomínky. Můj dík také patří mé rodině a blízkým za pomoc a podporu při psaní bakalářské práce a při studiu.
Abstrakt Játra jsou největším ţlázovým orgánem v lidském těle. Zastávají mnoho ţivotně důleţitých funkcí jako je např. produkce ţluči, detoxikace nebo regulace hladiny krevní glukózy odbouráváním glykogenu. Játra pochází z entodermu předního střeva. Základní stavební jednotkou jater je jaterní lalůček a hlavní typ jaterních buněk jsou hepatocyty. Hepatocyty pocházejí z prekurzorů tzv. hepatoblastů, stejně jako buňky ţlučových epitelů. Výsledky výzkumu v posledních deseti letech popsaly klíčové interakce růstových a transkripčních faktorů, regulujících vývoj jater. Nejvíce informací o těchto faktorech a jejich signálních drahách bylo zjištěno experimenty na myších. Tato práce shrnuje současné poznatky o molekulárních mechanismech, které hepatogenezi řídí.
Abstract The liver is the largest glandular organ in the human body and provides many essential functions such as productin of bile, detoxication or regulation of blood glucose by degradation of glycogen. Liver is derived from foregut endoderm. The main type of liver cells is hepatocyte. Hepatocytes derived from precursors called hepatoblasts, as well as billiary epithelial cells. In the last decade the results of research have described important interactions growth and transcription factors, which regulate liver development. A lot of informations about these factors and their signaling pathways have identified by experiments on mouse. This thesis summarizes current knowledge of the molecular mechanisms that control hepatogenesis.
Obsah Úvod ........................................................................................................................................... 7 1
2
Játra ................................................................................................................................... 8 1.1
Anatomie jater.............................................................................................................. 8
1.2
Histologie jater ............................................................................................................. 9
1.2.1
Jaterní parenchym ................................................................................................. 9
1.2.2
Hepatocyty .......................................................................................................... 10
1.3
Průtok krve játry ........................................................................................................ 10
1.4
Funkce jater................................................................................................................ 11
Vývoj jater ....................................................................................................................... 12 2.1
Morfogeneze jater ...................................................................................................... 12
2.2
Mechanismy indukce a regulace vzniku jaterní tkáně ............................................... 15
2.2.1
Formace entodermu ............................................................................................ 15
2.2.2
Vývoj předního střeva ........................................................................................ 16
2.2.3
Úloha srdečního mezodermu v raném vývoji jater ............................................. 17
2.2.4
Úloha mezenchymu septum transversum v raném vývoji jater .......................... 18
2.2.5
Morfogeneze základu jater ................................................................................. 19
2.2.5.1
Hhex ............................................................................................................ 19
2.2.5.2
Gata ............................................................................................................. 20
2.2.5.3
Prox1, Onecut – OC-1 (HNF6), OC-2 ........................................................ 20
2.2.5.4
Endoteliální buňky ...................................................................................... 21
2.2.6
Růst jaterní vychlípeniny .................................................................................... 22
2.2.6.1
HGF ............................................................................................................. 22
2.2.6.2
TGFβ ........................................................................................................... 22
2.2.6.3
Hlx, Lhx2, N-myc ....................................................................................... 23
2.2.6.4
Přeţití hepatoblastů ..................................................................................... 23
2.2.7
Diferenciace hepatoblastů v hepatocyty a ţlučové epiteliální buňky ................. 23
2.2.7.1
Transkripční a růstové faktory potřebné pro diferenciaci hepatoblastů ...... 24
2.2.8 3
4
Ţlučník a extrahepatální ţlučovody .................................................................... 26
Regenerace jater ............................................................................................................. 27 3.1
Oválné buňky ............................................................................................................. 27
3.2
Tvorba hepatocytů z kmenových buněk .................................................................... 27
Vývojové poruchy ........................................................................................................... 29 4.1
Vrozená vada jaterních ţlučovodů (DPM) ................................................................ 29
4.2
Alagilleův syndrom .................................................................................................... 29
4.3
Progresivní intrahepatální cholestáza ........................................................................ 29
4.4
Cysta choledochu ....................................................................................................... 30
4.5
Genetická hemochromatóza ....................................................................................... 31
4.6
Wilsonova choroba .................................................................................................... 31
4.7
Hepatoblastom ........................................................................................................... 31
4.8
Cystické onemocnění jater ......................................................................................... 31
Závěr ........................................................................................................................................ 33 Seznam zkratek ....................................................................................................................... 34 Pouţitá literatura .................................................................................................................... 35 Seznam obrázků ...................................................................................................................... 39
Úvod Játra jsou velice důleţitý a pro ţivot nezbytný orgán. V organismu zastávají mnoho funkcí. Vytváří ţluč, mají detoxikační funkci a podílí se na metabolismu. Základní stavební jednotkou je jaterní lalůček a v něm jsou uspořádány jaterní buňky – hepatocyty. Hepatocyty pochází z tzv. hepatoblastů. Hepatoblasty jsou také předchůdci buněk ţlučových epitelů. K tomu, aby se hepatoblasty vytvořily z entodermu předního střeva a aby se z hepatoblastů vyvíjely hepatocyty a ţlučové buňky, je nutné působení různých růstových a transkripčních faktorů. Mechanismy působení transkripčních a růstových faktorů jsou velice sloţité. V posledních letech, se vědci zabývají vývojem jater na molekulární úrovni a snaţí se přijít na to, jak působí signální dráhy faktorů. Ke svým experimentům pouţívají nejčastěji laboratorní myši. U testů, ke kterým byly pouţity myši, jsem tuto skutečnost uvedla, protoţe myší embryogeneze je samozřejmě kratší, neţ lidská. Tudíţ, se její časování liší. V mé práci formou literární rešerše shrnu a srozumitelně vysvětlím poznatky vědců. Pochopení mechanismu vývoje jater na molekulární úrovni je velmi uţitečné. Aplikování těchto poznatků se vyuţívá při tvorbě hepatocytů z kmenových buněk. Hepatocyty odvozené z kmenových buněk se v budoucnu mohou pouţít jakou zdroj pro transplantaci jater.
7
1 Játra 1.1 Anatomie jater Játra jsou největší ţlázou lidského těla a tvoří přibliţně jednu padesátinu váhy lidského těla. Váţí asi 1500 g. U ţen jsou menší neţ u muţů. U novorozence činí hmotnost jater 150 g, coţ je asi jedna pětadvacetina hmotnosti těla. Za jeden rok se hmotnost jater zdvojnásobí a do konce puberty dosáhne dvojnásobku hmotnosti při narození. Mají hnědočervenou barvu a jsou křehká. Proto při nárazech často dochází k natrţení jater a krvácení do břišní dutiny. Vyplňují pravou část peritoneální dutiny a jsou uloţena pod pravou klenbou bránice (viz obr. 1.1). Játra jsou kryta serózním obalem (tunica serosa), který kryje skoro celá játra. Dále jsou kryta fibrózním obalem (ČIHÁK, 2002).
Obr. 1.1: Umístění jater v břišní dutině Zdroj: URL 1
Horní plocha jater se nazývá facies diaphragmatica. Je rozdělená na dvě části – pars superior směřuje nahoru a pars anterior zase dolů. Facies diaphragmatica naléhá na bránici. Dolní plocha, facies visceralis, naléhá na orgány břišní dutiny. Facies visceralis je mnohem tvarovanější neţ facies diaphragmatica. Horní i dolní plocha do sebe vzadu a vpravo plynule přecházejí. Vpředu je jejich přechod ostrý (PÁČ, 2010).
8
Uprostřed viscerální plochy se nachází jaterní brána, porta hepatis. V oblasti porta hepatis do jater vstupují cévy (vena portae – vrátnicová žíla, arteria hepatica propria – jaterní tepna, plexus hepaticus) a vystupují ţlučové cesty (ductus hepaticus). (GRIM et al., 2005) Játra jsou poměrně měkká, proto je jejich tvar výsledkem těsného kontaktu s okolními orgány. Na viscerální ploše jater lze najít rozsáhlý otisk ţaludku (impressio gastrica), menší otisk nadledviny (impressio suprarenalis), rozsáhlý otisk pravé ledviny (impressio renalis), otisk jícnu (impressio oesophagea), tlustého střeva (impressio colica) a dvanáctníku (impressio duodenalis). Na diafragmatické ploše je mělký otisk srdce v místě, kde na bránici shora nasedá srdce (impressio cardiaca). (ČIHÁK 2002) Vnitřní členění jater neodpovídá povrchovému členění laloků podle rýh na játrech. Podle společného větvení arteria hepatica, vena portae a intrahepatálních ţlučovodů – trias hepatica se játra dělí na dva laloky, pravý lalok, lobus dexter a levý lalok, lobus sinister (viz obr. 1.2) a ty se dále vnitřně dělí na jaterní segmenty. V kaţdém z obou laloků jsou dva velké segmenty (ČIHÁK, 2002).
Obr. 1.2: Játra Zdroj: URL 2
1.2 Histologie jater 1.2.1 Jaterní parenchym Morfologickou jednotkou ţlázového parenchymu jater je jaterní lalůček, lobulus hepatis, útvar podoby přibliţně šestibokého hranolu o rozměrech 1× 2,5 mm (viz obr. 1.3). V jeho podélné ose probíhá vena centralis. Jaterní lalůček se skládá z jaterních buněk, hepatocytů, které jsou sestaveny do jednovrstevných nebo do dvouvrstevných jaterních trámců. Trámce jaterních buněk vykazují vzhledem k centrální véně charakteristické radiální uspořádání. Mezi trámci probíhají jaterní sinusoidy, které jsou vystlané endotelovými buňkami s ojedinělými 9
fagocyty – Kupfferovy buňky. Mezi jaterním trámcem a stěnou sinusoidy je úzký štěrbinovitý perisinusoidální prostor (Disseho prostor), do kterého zasahují dlouhé mikroklky hepatocytů (HORKÝ & ČECH, 2003).
Obr. 1.3: Jaterní lalůček Zdroj: URL 3
1.2.2 Hepatocyty Hepatocyty mají polyedrický tvar a jsou velké 25-30 µm, obsahují cytoplazmu s jedním, popř. dvěma i třemi kulatými jádry s nápadnými jadérky. Hepatocyty obsahují četné mitochondrie, objemný Golgiho aparát, hladké a zrnité endoplazmatické retikulum, primární i sekundární lyzosomy a peroxisomy. Kontaktní plochy mezi jaterními buňkami jsou převáţně hladké, pouze v místech ţlučových kapilár se vyskytují mikroklky. Intercelulární ţlučovody či ţlučové kapiláry jsou tenké kanálky o průměru 1–2 µm, které probíhají vţdy mezi dvěma sousedními jaterními buňkami. Povrchy hepatocytů, které ohraničují ţlučovou kapiláru, jsou členité a vybíhají v krátké mikroklky. Hepatocyty vytváří ţluč, která je odváděná do ţlučových kanálků, canaliculi biliferi (HORKÝ & ČECH, 2003).
1.3 Průtok krve játry V jaterní cirkulaci jsou hlavní dvě sloţky. První je sloţka funkční, kterou přivádí vena portae. Tato krev je bohatá na látky vstřebané z potravy a játra ji zpracovávají. Vena portae je tenkostěnná a asi 15 mm široká. Sbírá se z větví přicházejících z nepárových orgánů 10
dutiny břišní. V krvi, která přichází cestou vena lienalis (slezinná ţíla), je obsaţeno krevní barvivo z červených krvinek, které se rozpadají ve slezině. Z barviva je jaterními buňkami vychytáváno ţelezo a část krevního barviva se přemění na ţlučová barviva. Další sloţka cirkulace je sloţka nutritivní. Obsahuje okysličenou krev, kterou přivádí arteria hepatica propria. A. hepatica propria je jednou z větví truncus coeliacus (tepenný kmen vystupující z břišní aorty). Vyţivuje ţlučové cesty, stěny velkých ţil a vazivo (ČIHÁK, 2002). Vena portae a arteria hepatica propria se při vstupu do jater společně větví, procházejí játry a dále se větví společně. Větvením vznikají venae et arteriae interlobulares. Ty se nacházejí v kaţdém druhém portobiliárním prostoru (místo kontaktu tří sousedících lalůčků). Z portobiliárních prostorů cévy vysílají k plochám lalůčků větve venae et arteriae circumlobulares, z kterých vystupují arterioly a venuly do lalůčku mezi trámce buněk. Větve vena portae i arterioly vstupují do sinusoid lalůčku. Sinusoidy tedy přijímají i arteriální krev a postupují do centra lalůčku, kde vstupují do vena centralis. Venae centrales se spojují z více lalůčků ve větší venae sublobulares a ty se spojují ve venae hepaticae, které opouštějí játra. Venae hepaticae jsou tři. Dvě vychází z pravého a jedna z levého laloku a všechny tři vstupují do vena cava inferior (ČIHÁK, 2002).
1.4 Funkce jater Játra jsou naprosto nezbytná pro ţivot. Mají mnoho ţivotně důleţitých funkcí. Protoţe vykazují vysokou metabolickou aktivitu, jsou játra nejteplejším orgánem v lidském těle (39 ºC). Produkují ţluč, která je důleţitá pro trávení a vstřebávaní lipidů. Játra produkují asi 0,7-1,2 litrů ţluči za den. Ţluč obsahuje ţlučové kyseliny a ţlučová barviva. Obsahuje HCO3-, a proto se podílí na vyrovnávání pH v duodenu. Není přímo odváděna do duodena, ale asi polovina je shromaţďována a zahušťována ve ţlučníku. Játra mají detoxikační funkci. Odbourávají látky tělu vlastní i látky z vnějšího prostředí (alkohol, léky, drogy). Inaktivují některé hormony, např. inzulin. Skladují ţelezo ve formě ferritinu, podílí se i při metabolismu sacharidů (TROJAN et al., 2003). Játra skladují glykogen. Při nízké koncentraci krevní glukózy se glykogen začne odbourávat. Odbouráním glykogenu vzniká glukóza-6-fosfát a působením enzymu glukóza-6- fosfatasy se přemění na glukózu. Glukóza je uvolňována do krve a tím se zvýší její koncentrace. Přeměna neglukózových molekul na glukózu se nazývá glukoneogeneze (GANONG, 2006). V játrech se tvoří močovina v ornithinovém (močovinovém) cyklu. Z molekuly amoniaku a karbamoylfosfátu. Amoniak je pro organismus toxický, proto se musí přeměnit na močovinu, která je vylučována z těla. Játra produkují látky potřebné pro hemokoagulaci (fibrinogen,
11
protrombin). Syntetizují plazmatické bílkoviny a podílí se na metabolismu cholesterolu (TROJAN et al., 2003).
2 Vývoj jater Vývoj člověka začíná oplozením ţenské pohlavní buňky (vajíčko, oocyt) muţskou pohlavní buňkou (spermie). Oplozené vajíčko se nazývá zygota. Po oplození nastává rýhování vajíčka, coţ jsou po sobě následující mitózy. Prvním rýhovacím dělením se zygota rozdělí a vznikají dvě blastomery. Ty se dále dělí a vzniká 4buněčné stadium (40 – 50 hodin po oplození). Následuje další dělení, neţ vznikne 16buněčné stadium (60 hodin po oplození). V tomto stadiu vstupuje zygota do dělohy a vzniká blastocysta. Blastocysta se skládá z vnitřní masy buněk (embryoblast) a zevní buněčnou vrstvou (trofoblast). Buňky trofoblastu se dostanou do kontaktu s děloţní sliznicí a začíná implantace (nidace). Trofoblast se rozliší na vnitřní cytotrofoblast a vnější syncytiotrofoblast (VACEK, 2006). Embryoblast se začne diferencovat asi v 5. – 6. dni vývoje zárodku. Odštěpí se vrstva buněk a embryoblast se rozdělí na dvě vrstvy. Vnější ektoderm, který naléhá na cytotrofoblast a vnitřní entoderm, který se obrací do blastocystové dutiny. Ektoderm se postupně oddělí od cytotrofoblastu . Při oddělování ektodermu se tvoří základ amniové dutiny. K entodermu se přiloţí buňky extraembryonálního mezodermu, který tvoří hranici primitivního ţloutkového váčku. Mezi amniovým a ţloutkovým váčkem se nachází zárodečný terčík. Mezoderm (střední zárodečný list) se zakládá mezi ektodermem a entodermem. Rozkládá se po obou stranách chordy dorsalis a člení se na laterální, intermediární a paraaxiální mezoderm. Paraaxiální mezoderm se štěpí příčnými zářezy v párové útvary, zvané prvosegmenty (somity). Vytváří se jich 42 aţ 44 párů. Podle počtů prvosegmentů se určuje stáří zárodku (VACEK, 2006)
2.1 Morfogeneze jater Z entodermu pochází trávicí a dýchací soustava. Podstatná část trávicí trubice vzniká z primitivního střeva, které se skládá ze tří částí. Přední, střední a zadní střevo. Játra vznikají z předního střeva. Z ventrální stěny duodena se u embryí jiţ se 17 – 18 prvosegmenty zakládá slepá vychlípenina pro základ jater. Embryo je v té době velké asi 3 mm a staré 3 týdny. Základ jater je uloţen poměrně vysoko. Z kaudální stěny jaterní výchlipky vypučí základ pro ţlučník a jeho vývod (ductus cysticus). Lze rozlišit dvě části základu jater. Větší kraniální část – pars hepatica a menší kaudální část – pars cystica. Postupně základ jater sestoupí kaudálním směrem (VACEK, 2006). 12
Entoderm pars hepatica proliferuje a rychle vrůstá do mezenchymu septum transversum (ploténka, která odděluje dutinu perikardovou a peritoneální) a mezi oba listy ventrálního mezenteria (mezenterium upíná trávicí trubici k ventrální stěně coelomu). Tím se rychle tvoří solidní buněčné trámce. Buněčné trámce zahýbají vpravo i vlevo od duodena do tvaru písmene U. Tvoří se tak základy pravého a levého jaterního laloku (viz obr. 2.1). (VACEK, 2006) Z buněk jaterního trámce se vytváří hepatoblasty. Analýzy hepatoblastů naznačují, ţe dávají původ hepatocytům i buňkám ţlučovodu. Hepatoblasty mají nepravidelný tvar, velké jádro a obsahují málo organel oproti zralým hepatocytům. Elektronová mikroskopie prokázala, ţe myší buňky jsou nejprve oválné, pak kulaté a nakonec mají polygonální tvar (DUNCAN, 2002). Prorůstáním do mezenchymu septum transversum se jaterní trámce buněk dostanou brzy do styku s venae omphalomesentericae (ţíly, které přivádějí krev ze ţloutkového váčku). Rostoucí trámce jaterních buněk začnou tvořit síť a venae omphalomesentericae se stávají primitivními sinusoidami jater. Z přívodných kmenů venae omphalomesentericae se vytvoří vena advehens hepatis, pozdější vena portae. Z kmenů, které krev odvádějí, se tvoří venae revehentes hepatis, pravostranná a levostranná. Později zůstane zachována pouze pravostranná vena revehens hepatis (VACEK, 2006). V podélné ose trámců jaterních buněk se tvoří koncem 1. měsíce základy ţlučových kapilár. Lumen kanálků je ohraničeno větším počtem buněk. Pak se trámce oplošťují a jsou sloţeny z 2 – 3 řad buněk. Proto i lumen primitivních ţlučových kapilár je ohraničeno dvěma buňkami. Ductus biliferi (ţlučové kanálky) se diferencují asi v polovině 2. měsíce z trámců jaterních buněk, které jsou uloţené v mezenchymu v sousedství větších kmenů přívodných omfalomezentrických ţil. Ductus biliferi se napojí na ductus hepaticus (jaterní vývod), který se diferencuje z buněk, které spojují jaterní vychlípeninu s masou jaterních trámců. Ve stejnou dobu vzniká ţlučový měchýř a ductus cysticus (vývod ţlučníku). Ductus cysticus se spojuje s ductus hepaticus v ductus choledochus (hlavní ţlučový vývod ústící do duodena). Jeho ústí je nejprve na ventrální straně. Později v souvislosti s rotací duodena se vyústění přesune na dorsální stěnu (VACEK, 2006).
13
Obr. 2.1: Řezy embryem v jaterní krajině. Zdroj: (VACEK, 2006), upraveno
1. a – myotom, b – chorda, c – dorzální aorta, d – kanálky mezonefros, e – základ pankreatu, f – mezenterium, g – trámce základu jater, h – duodenum, ch – célom, i – vena omphalomesenterica 2. a – neurapofýza, b – pleurapofýza, c – dorzální aorta, d – pankreas, e – základ sleziny, f - mesenterium dorsale, g – mesenterium ventrale, h – játra, ch – žaludek, i – vena cava inferior, j – základ těla obratle 3. a – základ arcus vertebrae, b – dorzální aorta, c – linie srůstu dorzálního mezenteria se zadní stěnou dutiny břišní, d – pankreas, e – bursa omentalis, f – slezina, g – ligamentum gastrolienale, h – žaludek, ch – mesohepaticum ventrale, i – omentus minus, j – játra, k – vena cava inferior, l – corpus vertebrae
14
Při vývoji jater se ohraničují pravý a levý lalok. Na dorsální straně hranici tvoří duodenum. Na ventrální straně ohraničení vzniká později. Ohraničení tvoří pozůstatek z fetálního krevního oběhu – ligamentum teres hepatis. Metabolická aktivita jaterních buněk se projevuje brzy. Glykogen se tvoří uţ ve 3. měsíci embryonálního vývoje a jeho mnoţství je v buňkách vysoké aţ do porodu. Hepatocyty se začnou podílet i na metabolismu lipidů. Ţlučová barviva se začnou tvořit od 4. měsíce embryonálního vývoje. Mají omezenou detoxikační funkci oproti postnatálnímu období vůči látkám pronikajícím do fetálního oběhu. Začátkem 2. měsíce embryonálního vývoje se začnou diferencovat krevní ostrůvky z mezenchymu mezi trámci jaterních buněk a základy jaterních sinusoid. Hematopoéza v játrech dosahuje maxima v 6. – 7. měsíci embryonálního vývoje. Koncem 7. měsíce embryonálního vývoje krvetvorba ustává. Mezi 2. – 3. měsícem embryonálního vývoje játra dosahují největšího rozvoje. Tvoří asi 10 % objemu těla. V dalším období jsou v růstu pozadu, u novorozenců tvoří asi 5 % objemu těla. Ve 2. měsíci embryonálního vývoje jsou oba laloky jater téměř stejně velké a zasahují aţ do malé pánve. Potom více roste pravý lalok a levý zůstává pozadu a relativně se zmenšuje. Tak vzniká výrazná asymetrie jater. Zároveň se ţlučník posouvá vpravo od mediánní čáry (VACEK, 2006).
2.2 Mechanismy indukce a regulace vzniku jaterní tkáně Játra pochází z entodermu předního střeva. Na jejich vývoj působí mnoho transkripčních a růstových faktorů. Růstové faktory faktory jsou produkovány buňkami okolních tkání, jako jsou entoderm předního střeva, mezenchym septum transversum a vyvíjející se srdce. Růstové faktory působí vně buňky, váţí se na své receptory na povrchu buněk a tím vyvolají signální kaskádu dějů vedoucí k aktivitě transkripčních faktorů. Transkripční faktory působí přímo v buňce a regulují expresi příslušných genů.
2.2.1 Formace entodermu Růstový faktor Nodal z rodiny růstových faktorů TGFβ (transforming growth factor) iniciuje formaci entodermu i mezodermu. Nízká koncentrace Nodalu navozuje tvorbu mezodermu a naopak vysoká koncentrace navozuje tvorbu entodermu. Nodal stimuluje expresi základní skupiny transkripčních faktorů entodermu, včetně faktoru Sox17 a faktorů Foxa1-3 (HNF3α/β/γ). Přední entoderm potřebuje vyšší koncentraci Nodalu neţ zadní entoderm. Foxa2 je potřeba ke vzniku definitivního předního mezodermu (ZORN, 2008).
15
Sox 17 Působí jako regulátor transkripce DNA. Inhibuje signalizaci Wnt. Má klíčovou roli v regulaci embryonálního vývoje a je potřebný pro normální vývoj entodermu (URL 4). Foxa Skupina transkripčních faktorů Foxa je dlouho zkoumána, a zjistilo se, ţe její členové Foxa1-3 jsou důleţité v několika fázích ţivota savců. Foxa2 je nutný pro tvorbu notochordu. Foxa1 a Foxa2 spolupracují na vývoji entodermu z předního střeva a jsou nezbytné pro vývoj orgánů odvozených z entodermu, tedy i pro vývoj jater. V případě mutace transkripčních faktorů Foxa se játra začnou vyvíjet špatně a nevylučují α-fetoprotein (Afp). Afp je první známka toho, ţe se játra začala správně vyvíjet (FRIEDMAN & KAESTNER, 2006). V postnatálním období se podílí na metabolismu glukózy. U myší, které postrádají transkripční faktor Foxa1 se projevuje hypoglykémie (sníţená hladina glukózy v krvi). Je to způsobeno tím, ţe je oslabena exprese proglukagonu. Transkripční faktory Foxa jsou tedy důleţité pro regulaci glukózy v krvi a jsou nezbytné jak pro játra, tak pro slinivku. Role faktoru Foxa2 ve slinivce se objasnila různými experimenty. Izolovaly se ostrůvky z myší slinivky, kterým chyběl faktor Foxa2 v β-buňkách. Tyto ostrůvky měly dvě vady. Při sníţené koncentraci glukózy nevylučovaly inzulín. A nevhodně vylučovaly inzulín v odpovědi na aminokyseliny (FRIEDMAN & KAESTNER, 2006).
2.2.2 Vývoj předního střeva Trávicí trubice se dělí na přední, střední a zadní střevo (viz obr. 2.2). Vznik jednotlivých částí řídí transkripční faktory. Hhex reguluje vznik předního střeva, Pdx1 středního střeva a Cdx zase zadního (ZORN, 2008). V 8. dni myšího vývoje v entodermu předního střeva probíhá exprese transkripčního faktoru Hhex, který je velmi důleţitý při raném vývoji jater (HUNTER et al., 2007). Překrývající se časové a prostorové působení růstových faktorů FGF (fibloblast growth factors), Wnt/β-katenin (β-katenin je realizátor působení růstového faktoru Wnt), BMP (bone morphogenetic protein) a kyseliny retinové, které jsou vylučovány z okolního mezodermu, určuje polohu entodermu. Jak přesně toto spojení funguje, se ještě přesně neví, ale nedávné studie prokázaly, ţe FGF4 a Wnt potlačují vývoj myšího předního střeva a podporují vývoj myšího zadního střeva. Signály FGF4 a Wnt musí být inhibovány, aby se mohlo vytvořit přední střevo. Z předního střeva jsou vylučovány antagonisté Wnt, např. Sfrp5, kteří zajistí blokaci růstového faktoru Wnt v předním střevě. Experimentální blokování této aktivity v myším vývoji jater bylo dostačující k nesprávné expresi transkripčního faktoru Hhex a
16
jaterní vychlípenina se zaloţila na nesprávném místě. Zajímavé je, ţe o pár hodin později mají Wnt i FGF opačný účinek a vývoj jater ovlivňují pozitivně (McLIN et al., 2007). Vytvoření předního střeva je velmi důleţitý krok ve vývoji jater, protoţe játra se mohou vyvíjet pouze z předního střeva. Tento původ určují transkripční faktory Foxa2, Gata4-6 a Hhex. Mají velice důleţitou roli při rané organogenezi. Vymizení faktorů Foxa1 a Foxa2 z předního střeva způsobí to, ţe se játra nemohou vyvíjet (ZORN, 2008).
Obr. 2.2: Myší embrya v různých stádiích vývoje. Zdroj: (ZORN, 2008)
Entoderm je označen žlutě, játra červeně a žlučník zeleně. (ps – přední střevo, ss – střední střevo, zz – zadní střevo);
2.2.3 Úloha srdečního mezodermu v raném vývoji jater Studie prokázaly, ţe entoderm předního střeva je ve velmi blízkém kontaktu se srdečním mezodermem. Tento kontakt je velice důleţitý, protoţe některé faktory ovlivňující nástup hepatogeneze pochází právě ze srdečního mezodermu. Patřím sem faktory FGF. Jsou uvolňovány z vyvíjejícího se srdce a jejich činnost je omezena jejich vysokou afinitou k extracelulárnímu matrix (DUNCAN, 2002). Analýzy signálních drah růstového faktoru FGF naznačují, ţe enzym MAPK (mitogeny aktivována kinasa) reguluje expresi jaterních genů a PI3K (phosphoinositol-3 kinasa) podporuje růst jater (CALMONT et al., 2006). To, ţe růstové faktory FGF fungují jako signály pro hepatogenezi bylo dokázáno. Izoloval se přední entoderm z myších embryí ve stádiích od 2 do 6 prvosegmentů. Byl kultivován v přítomnosti nebo absenci faktorů FGF-1, FGF-2 a FGF8b. Zjistilo se, ţe oba faktory FGF-1 i FGF-2 plně nahrazují přítomnost srdečního mezodermu. I kdyţ FGF8b přímo neindukuje 17
vývoj jater, přispívá k růstu jaterní tkáně. Z předního entodermu se můţe vyvíjet i slinivka, ne pouze játra. Kdyţ je entoderm kultivován bez FGF nebo srdečního mezodermu, iniciuje se exprese pankreatických genů. A kdyţ FGF nebo srdeční mezoderm je přidán do kultury, indukuje se v entodermu exprese jaterních genů na úkor těch pankreatických (JUNG et al; 1999). Z toho vyplývá, ţe přední entoderm je původně předurčen k vývoji pankreatu. Faktory FGF, které jsou vylučovány ze srdečního mezodermu, potlačí expresi pankreatických genů a místo slinivky se začnou vyvíjet játra. Základ slinivky pochází tedy z entodermu, který není v blízkosti zárodku srdce, zatím co játra pochází z entodermu, který se srdcem sousedí (DUNCAN, 2002).
2.2.4 Úloha mezenchymu septum transversum v raném vývoji jater Septum transversum pochází z mezodermu a dává původ epikardu a bránici. Septum transversum hraje roli při diferenciaci hepatocytů a při růstu jaterní tkáně. Spolupracuje s vyvíjející se srdeční tkání na řízení hepatogeneze (DUNCAN, 2002). Při nástupu hepatogeneze se uplatňuje růstový faktor BMP4, který byl identifikován v mezenchymu septum transversum v myším embryu ve stádiu 8 prvosegmentů. Bylo to dokázáno tím, ţe vývoj jater selhal u embryí bez BMP4. Další členové BMP rodiny mohou nahradit nedostatek BMP4. BMP je rozhodující při růstu hepatoblastů (DUNCAN, 2002). FGF a BMP kooperují na indukci hepatogeneze v entodermu předního střeva a řídí nástup hepatogeneze (viz obr. 2.3). Spolupracují i při vývoji jiných orgánů, např. při kardiogenezi (BARRON et al., 2000). Se septum transversum úzce spolupracuje extracelulární matrix (ECM). Na ECM se váţí růstové faktory (Wnt, FGF) a následně pak aktivují receptory na přítomných buňkách. Dále je úloha ECM dána tím, ţe proteiny z kterých se skládá, jsou ligandy pro integriny, coţ jsou buněčné receptory. Integriny se skládají z různých kombinací podjednotek α a β. Myší embrya bez podjednotek β1 umírají ještě před nástupem hepatogeneze. Takţe nemohou být pouţita ve studiu vývoje jater. Nicméně se zjistilo, ţe podjednotky β1 jsou důleţité při vymezování a udrţování hepatocytů (FASSLER & MEYER, 1995).
18
Obr. 2.3: Indukce hepatogeneze růstovými faktory FGF a BMP. Zdroj: (DUNCAN, 2002); upraveno
Kolem stádia 7 prvosegmentů (somitů) entoderm předního střeva (černá barva) leží vedle srdečního mezodermu (červená barva). Ve stádiu 14 prvosegmentů se začíná základ jater. Pro rozšíření základu jater je třeba faktoru BMP ze septum transversum (žlutá barva) a dalších faktorů (??) z endoteliálních buněk (modrá barva).
2.2.5 Morfogeneze základu jater Krátce po specifikaci jater (8. – 9. den myšího vývoje) se začnou projevovat jaterní geny (Albumin, Afp, HNF4α – hepatocyte nuclear factor). Buňky se přemění z jednoduchého kubického tvaru na víceřadý cylindrický epitel. Tak se formuje vychlípenina jater. Během devátého dne se rozpadá destičkovitá bazální vrstva, která obklopuje jaterní entoderm a hepatoblasty se oddělují a migrují do mezenchymu septum transversum (STM). Následně se játra mohou začít vytvářet (BORT et al., 2006). Pro tento proces je potřeba mnoha transkripčních faktorů, jako jsou např. Hhex, Gata4 a Gata 6, Prox1 a Onecut faktory.
2.2.5.1 Hhex V 8. dni myšího vývoje se zvětšuje koncentrace transkripčního faktoru Hhex v jaterním entodermu a přetrvává ve všech jaterních i ţlučových buňkách během vývoje. Studie naznačily, ţe transkripční faktor Hhex je potřebný v mnoha dalších stádiích vývoje. Řídí proliferaci entodermu předního střeva a také delaminaci a diferenciaci hepatoblastů. Také je nezbytný při morfogenezi ţlučových cest jak extrahepatálních tak i intrahepatálních (HUNTER et al; 2007). Embrya bez faktoru Hhex dočasně vyjadřují jaterní geny, ale epitel se zastaví v jednoduchém cylindrickém stádiu a hepatoblasty nedokáţí migrovat do mezenchymu septum transversum (BORT et al., 2006). 19
2.2.5.2 Gata Transkripční faktory Gata 4 a Gata 6 jsou vyjadřovány v různých tkáních včetně entodermu předního střeva, srdce a STM. Mutace obou transkripčních faktorů jak Gata 4 nebo Gata 6 vedou k brzkému úmrtí myšího embrya (DUNCAN; 2005). Gata 6 -/- embrya (embrya bez transkripčního faktoru Gata 6) umírají ještě před nástupem gastrulace. U Gata 4 -/- embryí se vady projevují uţ při morfogenezi předního střeva (KEIJZER et al., 2001). Nicméně u tetraploidních embryí, které měly ektoblast odvozený z kmenových buněk bez transkripčního faktoru Gata 4 nebo Gata 6, byl vývoj jater zastaven aţ v 9,5 dni myšího vývoje. U dalších podobných mutantů začala exprese jaterních genů, ale neudrţela se a hepatoblasty se nezačaly oddělovat. U kombinace Gata 4
-/-
a Gata 6
-/-
mutantů se objevily vady jiţ brzy při morfoge-
nezi předního střeva a játra se nezačala vůbec vyvíjet (ZHAO et al., 2005).
2.2.5.3 Prox1, Onecut – OC-1 (HNF6), OC-2 Transkripční faktory Prox1, Onecut-1 (OC-1, který je také znám jako HNF6) a Onecut-2 (OC-2) také regulují delaminaci hepatoblastů, ale působí o něco později neţ Hhex a Gata. Exprese transkripčního faktoru Prox1 začíná v jaterním epitelu v 8,5 dni myšího vývoje (BURKE & OLIVER., 2002). . Kdyţ chybí Prox1 i OC faktory rozklad bazální laminy obklopující základ jater se zpozdí, naruší se migrace hepatoblastů do STM, hepatoblasty se začnou shlukovat a exprese genů potřebných pro migraci je narušena. Tudíţ působení OC-1 a OC-2 transkripčních faktorů je nutné pro včasnou degradaci bazální laminy. Pozdní invaze hepatoblastů způsobí to, ţe se játra nedostatečně vyvinou. Kvůli pozdnímu působení těchto transkripčních faktorů se objeví vady i na ţlučníku i ţlučových cestách (MARGAGLIOTTI et al., 2007). Transkripční faktory Prox1 a Onecut1 a Onecut2 řídí migraci hepatoblastů tím, ţe regulují expresi proteinů odpovědných za přestavbu extracelulárního matrix. Přestavbu ECM zprostředkovávají enzymy jako např. matrix metaloproteinasa (MMP). MMP jsou enzymy, které jsou vylučovány buňkami a jejich funkce je narušení sítě proteinů v ECM, díky tomu mohou buňky migrovat do uvolněného prostoru. Klíčovou úlohu v migraci buněk má nejen narušení ECM, ale také přestavba cytoskeletu buňky. Přestavba cytoskeletu je regulována aktivitou malých GTPas. GTPasa je enzym, který štěpí molekulu GTP. Štěpením makroergní vazby v GTP se uvolní energie potřebná pro přenos signálu uvnitř buňky. Hepatoblasty nemigrují do STM v embryích, které mají mutace na genu Pccmt (prenylcysteine carboxylmethyltransferase). Pccmt je protein, který reguluje funkci GTPas, takţe jeho poškození vede k poruše přestavby cytoskeletu a moţnosti motility buněk. (ZORN, 2008). 20
2.2.5.4 Endoteliální buňky V 9. dni myšího vývoje před vaskularizací jaterní vychlípeniny prekurzory endoteliálních buněk leţí mezi jaterním epitelem a STM (viz obr. 2.4). Kolem 9,5 dne myšího vývoje endoteliální buňky tvoří jednoduché souvislé cévy. Postupně se morfologie endoteliálních buněk mění. Tvoří se v nich otvory a vytváří endoteliální listy, které lemují jaterní sinusoidy. Endoteliální buňky hrají velkou roli při rané hepatogenezi. Aby se endoteliální buňky začaly vytvářet, je důleţitá přítomnost receptoru Flk-1 pro vaskulo-endoteliální růstový faktor Vegfr-2. Embrya bez tohoto receptoru nejsou schopny vytvářet zralé endoteliální buňky nebo krevní cévy. U Flk-1-/- embryí se rozeznala jaterní specifikace, ale hepatogeneze brzy selhala bez příznaku expanze hepatoblastů do STM. Exprese Flk-1 je důleţitá pouze pro vznik endoteliálních buněk. To znamená, ţe za selhání hepatogeneze je zodpovědná ztráta endoteliálních buněk (MATSUMOTO et al., 2001). Další důvod proč jsou endoteliální buňky důleţité pro regulaci hepatogeneze pochází ze studie růstu jaterní vychlípeniny v kultuře. V 9,5 dni myšího vývoje byla izolována jaterní vychlípenina z normálního myšího embrya. Do jedné kultury se přidalo medium s inhibitorem angiogeneze NK4 a do druhé se přidalo medium bez tohoto inhibitoru. V kontrolní kultuře (bez NK4) se vytvořila rozsáhlá síť endoteliálních buněk, fibroblastů a jaterních buněk vytvářejících albumin. V druhé kultuře se počet hepatoblastů i fibroblastů výrazně sníţil (MATSUMOTO et al., 2001) To znamená, ţe endoteliální buňky dodávají nějaký faktor, který podporuje migraci hepatoblastů a/nebo proliferaci. Jeden kandidát, který byl objeven v kuřecím embryu je neurotrofní faktor (podporuje růst nervové tkáně), Neurturin. Neurutrin je vylučován z krevních cév a působí jako chemoatraktant hepatoblastů přes receptor GFRα 2 (TATSUMI, 2007).
Obr. 2.4: Příčné řezy trávicí trubice na úrovni jaterní vychlípeniny. Zdroj: (Zorn; 2008)
21
2.2.6 Růst jaterní vychlípeniny Mezi 9. a 15. dnem myšího vývoje jaterní vychlípenina podstupuje ohromný růst a stává se hlavním místem fetální hematopoézy. Tento růst je regulován signály pocházejících z jaterního mezenchymu a také geny, které působí v hepatoblastech. Mutace těchto genů vedou k úmrtnosti embrya mezi 10. a 16. dnem myšího vývoje, kvůli špatné proliferaci hepatoblastů a kvůli zvýšené úmrtnosti buněk. To často způsobuje anémii, protoţe ve vadných játrech nemůţe probíhat fetální hematopoéza (ZORN, 2008). Mezenchym septum transversum a jaterní mezenchym vylučují různé růstové faktory. Mezi tyto faktory patří například FGF, BMP, HGF (hepatocyte growth factor), Wnt/β-katenin, TGFβ a kyselina retinová. Tyto faktory podporují migraci, růst a mnoţení hepatoblastů. I kdyţ transkripční faktor β-katenin v rané fázi vývoje potlačuje vývoj jater během formování entodermu, v 10. dni myšího vývoje má β-katenin opačný efekt a růst jater podporuje. Růstové faktory FGF a BMP působí v rané fázi vývoje a později svým působením pozitivně ovlivňují růst jaterní vychlípeniny (ZORN, 2008).
2.2.6.1 HGF Růstový faktor HGF je silný mitogen (látka navozující mitózu) a ovlivňuje migraci a pohyblivost buněk prostřednictvím transmembránového receptoru cMet. HGF i cMet se vyskytují ve vyvíjejících se myších játrech i v ostatních orgánech. Dráhy faktoru HGF i receptoru cMet se během vývoje kříţí. Buňky mezenchymu uvolňují HGF a ten působí na epiteliální buňky, které obsahují cMet. Tím se epiteliální buňky regulují (DUNCAN, 2002). Pro mnoţení a růst jaterních buněk je důleţitá komunikace mezi HGF a cMet. Myší embrya, kterým chybí buď HGF nebo cMet mají podobný fenotyp. Jejich játra jsou nedostatečně vyvinuta. Během vývoje je faktor HGF důleţitý i pro tvorbu normální stavby jater (DUNCAN, 2002).
2.2.6.2 TGFβ TGFβ je další růstový faktor, který působí na růst jaterní vychlípeniny. Mediátory jeho působení jsou proteiny Smads. TGFβ se váţe na své receptory a tím aktivují proteiny Smads, které se přemístí do jádra buňky a působí zde jako transkripční faktory a zvyšují nebo sniţují expresi TGFβ. Embrya s mutacemi transkripčních faktorů Smad2 nebo Smad3 umírají v prostřední době těhotenství myši, kvůli nedostatečně vyvinutým játrům a kvůli anémii. Proliferace jaterních buněk je redukována na 34 % oproti normálnímu vývoji. Navíc u těchto embryí se zvýšila buněčná smrt v játrech. Rozvrátila se architektura jater a jaterní buňky nebyly schopny adheze. Studie prokázaly, ţe u těchto embryí se objevilo pouze 10 % β1 inte22
grinů. To znamená, ţe β1 integriny jsou opravdu důleţité pro řízení hepatogeneze (WEINSTEIN et al; 2001).
2.2.6.3 Hlx, Lhx2, N-myc Exprese genů Hlx, Lhx3 a N-myc probíhá v mezenchymu septum transversum. Mutace těchto genů způsobuje sníţení proliferace hepatoblastů a zvýšení apoptózy (ZORN, 2008). U myšího embrya, kterému chybí gen Hlx se játra začnou vyvíjet normálně, ale v 15. dni vývoje hepatogeneze selţe a játra dosáhnou pouze 3 % normální velikosti. Působení genu Hlx je potřebné pro expresi růstových faktorů, které hepatogenezi ovlivňují parakrinně, působí tedy na sousední buňky (DUNCAN, 2002).
2.2.6.4 Přeţití hepatoblastů Pro růst jaterní vychlípeniny je důleţité aby hepatoblasty přeţily, tedy aby se zabránilo buněčné smrti, neboli apoptóze. Proto jsou důleţité geny, které ovlivňují expresi regulátorů pro mnoţení a přeţívání buněk nebo metabolického stresu. Mezi tyto geny patří například: c-jun, Xbp1, MTF-1, Tbx3, Raf 1 a Sek1. Rovněţ je důleţitá regulace zánětlivého cytokinu TNFα (tumor necrosis factor). U embryí bez komplexu NFκβ, který brání apoptóze, se projeví TNFα, který způsobuje apoptózu hepatoblastů (ZORN, 2008).
2.2.7 Diferenciace hepatoblastů v hepatocyty a ţlučové epiteliální buňky Diferenciace bipotenciálních hepatoblastů v hepatocyty a ţlučové epiteliální buňky začíná kolem 13. dne myšího vývoje. Zpočátku se v hepatoblastech vyjadřují geny, jejichţ produkty jsou proteiny typické pro zralé hepatocyty (Hnf4α, Albumin) a pro buňky ţlučových cest (cytokeratin-19) a také proteiny typické pro fetální játra (α-fetoprotein). Později hepatoblasty v kontaktu s vrátnicovou ţílou tvoří jednu vrstvu, následně dvě vrstvy buněk kubického tvaru, které jsou prekurzory pro buňky ţlučových cest. U těchto buněk se zvyšuje exprese cytokeratinu-19 (CK-19) a exprese jaterních genů se sniţuje. Mezi 17. dnem myšího vývoje a perinatálním obdobím (období po porodu) se dvojvrstva buněk rozšíří a vytvoří se ţlučové kanály (viz obr. 2.5). Hepatoblasty, které nejsou v kontaktu s vrátnicovou ţílou, se postupně přemění ve zralé hepatocyty. V 17. dni vývoje získávají typický tvar a uspořádávají se do jaterních trámců se ţlučovými kanálky na jejich povrchu (ZORN, 2008). Zatím co, vady v rané fázi vývoje vedou ke smrti embrya, narušení procesu zrání hepatocytů nebo vytváření ţlučových cest lze vidět na různých lidských onemocněních (ZORN, 2008).
23
Obr. 2.5: Tvorba ţlučových kanálků. Zdroj:(ZORN; 2008)
2.2.7.1 Transkripční a růstové faktory potřebné pro diferenciaci hepatoblastů Aktivin a TGFβ Aktivin je růstový faktor, který patří do rodiny růstových faktorů TGFβ. Signály růstových faktorů aktivinu a TGFβ jsou uvolňovány v embryonálních játrech v době diferenciace hepatoblastů. Pro vytvoření ţlučových cest je důleţitá vysoká koncentrace působení aktivinu a TGFβ v blízkosti vrátnicové ţíly. A naopak nízká koncentrace je potřebná pro vytvoření hepatocytů, které se vytvářejí ve větší vzdálenosti od vrátnicové ţíly. Kdyţ je jejich působení narušené, hepatoblasty se diferencují nenormálně a vznikají hybridní jaterní-ţlučové cesty (CLOTMAN, 2006). Hnf4α a Hnf6/OC1 Hnf4α je nezbytný pro diferenciaci hepatoblastů a pro vytvoření normálního jaterního parenchymu. Myší embrya s poškozeným genem Hnf4α mají játra, která postrádají kohezní strukturu a mají mnoho poškození. Hnf4α reguluje expresi genů, které jsou potřebné pro spojení buněk v celek a pro adhezi buněk během vývoje. Další nezbytný gen je Hnf6 (OC1). Mutace tohoto genu způsobuje abnormální diferenciaci hepatoblastů, nadměrnou tvorbu ţlučových epiteliálních buněk a cyst. Exprese Hnf4α a Hnf6 je řízena transkripčním faktorem Hhex. Hhex je pro tuto regulaci nutný pouze v raném vývoji hepatoblastů. Později expresi genu Hnf6 reguluje gen Hnf4α a regulaci Hnf4α zajišťuje komplex dvou promotorů P1 a P2. Respektive jejich přepis Hnf4α1 a Hnf4α7. P2 působí pouze v embryonálních játrech a během
24
vývoje se aktivita přesměruje na P1, který působí ve zralých hepatocytech (HUNTER et al., 2007).
Oncostatin M a HGF Uprostřed myšího vývoje jater je v játrech lokalizována hematopoéza. Hematopoetické buňky vylučují cytokin Oncostatin M (OSM). OSM má významnou roli při zrání hepatocytů a působí parakrinně. To znamená, ţe působí na buňky v okolí. Indukuje expresi genů, které jsou potřebné pro diferenciaci hepatoblastů a pro tvorbu glykogenu. Exprese OSM postupně klesá od pozdního stádia vývoje aţ do období těsně po narození. OSM i HGF indukují jaterní diferenciaci, ale jejich mechanismy působení jsou různé. Hlavní rozdíl je v jejich schopnosti aktivovat transkripční faktor STAT3 (signal transducer and activator of transcription 3). OSM indukuje diferenciaci prostřednictvím STAT3, zatím co HGF STAT 3 neaktivuje. Signální molekuly, které aktivuje HGF, a jsou vhodné pro diferenciaci, zatím nejsou známy. Ale je moţné, ţe tyto molekuly částečně nahrazují funkci OSM v myších játrech, které postrádají receptor gp130, který je pro funkci OSM důleţitý. Zjistilo se, ţe v kultuře bez faktoru OSM a o velké hustotě buněk, je diferenciace nezávislá na STAT3. To znamená, ţe diferenciace hepatoblastů můţe být ovlivněna různými alternativními způsoby (KAMIYA, 2001). HFG je hlavně vylučován po narození a podporuje zrání jaterních buněk. Stimuluje proliferaci zralých hepatocytů in vitro. Exprese HGF byla výrazně zvýšena v játrech, které byly poškozeny toxinem. Z toho vyplývá, ţe HGF je důleţitý faktor pro regeneraci jater (KAMIYA, 2001). C/EBPα Exprese transkripčního faktoru C/EBPα (CCAAT/enhancer binding protein α) začíná v entodermu v 9,5 dni myšího vývoje. Jeho exprese probíhá v entodermu, hepatoblastech a pak v hepatocytech během vývoje jater. Během diferenciace hepatoblastů je exprese C/EBPα potlačena. Hepatocyty bez faktoru C/EBPα vykazují charakter buněk ţlučového epitelu. Exprese C/EBPα nebo její potlačení, můţe být podmínka pro diferenciaci buněk ţlučových cest (SHIOJIRI et al., 2004).
Notch a Jagged Pro diferenciaci hepatoblastů jsou důleţité geny Jagged a Notch, jejich exprese probíhá v epitelu ţlučovodů. Jagged je ligandem pro receptor Notch. Po navázání ligandu Jagged na Notch se Notch aktivuje a jeho část putuje do jádra buňky, kde se naváţe na DNA a působí 25
jako transkripční faktor. Působení transkripčního faktoru Notch je důleţité pro vývoj myších i lidských ţlučových cest. Mutace genů Jagged a Notch způsobuje odlišnou polohu ţlučových buněk v myších játrech, přičemţ normální poloha ţlučových buněk je v blízkosti vrátnicové ţíly. Navíc tyto buňky nemají běţnou morfologii ţlučových epitelů (McCRIGHT et al, 2002).
2.2.8 Ţlučník a extrahepatální ţlučovody Ţlučník a extrahepatální ţlučovody pochází z kaudální části jaterní vychlípeniny. Některé geny ovlivňují tvorbu ţlučovodů jak intrahepatálních tak extrahepatálních. Jsou to např. transkripční faktory Hnf6 (OC1), Hhex a Notch (ZORN, 2008). Gen, který ovlivňuje pouze zrání extrahepatálních ţlučovodů je transkripční faktor Foxf1 (forkhead box 1f). Foxf1 je vyjadřován v mezodermu, který je potřebný k signalizaci, která je nutná pro orgány odvozených z entodermu předního střeva, jako jsou i játra. Exprese faktoru Foxf1 probíhá v septum transversum a v mezenchymu ţlučníku. Ţlučník bez jedné alely genu Foxf1 (Foxf1+/-) je výrazně menší a v jeho struktuře jsou abnormality, které jsou způsobeny nedostatkem vnější vrstvy buněk hladkého svalstva (KALINICHENKO et al, 2002).
26
3 Regenerace jater Pacienti, kterým selhala játra nebo prochází onemocněním jater v konečném stádiu, musí podstoupit transplantaci jater. Transplantace jater se stala uznávaným způsobem léčby, bohuţel tuto léčbu omezuje nedostatek dárců. Transplantace hepatocytů můţe být vyuţita jako alternativa transplantace celého orgánu. Hepatocyty jsou transplantovány do jater nebo do jiných míst např. do sleziny a mohou zastupovat játra v jejich působení. Bohuţel zdroj hepatocytů je také omezen. Jeden z moţných zdrojů hepatocytů jsou hepatocyty, které jsou odvozené z kmenových buněk. Kmenové buňky byly poprvé izolovány z myšího embrya. Lidské kmenové buňky se izolovaly teprve před pár lety. Embryonální kmenové buňky jsou pluripotentní, jsou tedy schopné diferenciace do derivátů všech tří zárodečných vrstev. Myší i lidské embryonální buňky se do hepatocytů mohou diferencovat různými způsoby (LAVON & BENVENISTY, 2005).
3.1 Oválné buňky Játra se regenerují především šířením zralých hepatocytů. Nicméně zralá játra obsahují progenitory jaterních buněk, kteří jsou aktivováni, kdyţ se proliferace zastaví. Z těchto progenitorů vznikají buňky, které se nazývají oválné buňky. Z oválných buněk se mohou diferencovat jak hepatocyty, tak buňky ţlučových cest. Kromě exprese markerů hepatocytů a buněk ţlučových cest, vylučují i markery hematopoetických kmenových buněk (FAUSTO, 2004).
3.2 Tvorba hepatocytů z kmenových buněk Řízená diferenciace je důsledkem přidání růstových faktorů, hormonů a expresí jaterních transkripčních faktorů. Myší i lidské kmenové buňky mohou vytvářet definitivní entoderm v kultuře s vysokou koncentrací aktivinu. Aktivin dokáţe napodobovat funkci růstového faktoru Nodalu v embryu. Pár dní po přidání aktivinu buňky entodermu vyjadřují transkripční faktory pro entoderm typické (Sox17 a Foxa). Tento definitivní entoderm se pouţije jako výchozí materiál pro tvorbu jaterních buněk. (ZORN, 2008) Jako matrix pro definitivní entoderm byl zvolen kolagen, protoţe jaterní základ se rozšiřuje do STM a STM je z pojivové tkáně, která kolagen obsahuje. Dále se přidávají růstové faktory. Pouţívají se faktory FGF, HGF, OSM a dexamethason. Dexamethason je syntetický glukokortikoidní hormon, který indukuje enzymy, které jsou potřebné pro glukoneogenezi v játrech, a proto je do kultivačního média přidán jako poslední. Hepatoblasty se tedy mohou šířit a játra mohou dozrávat (LAVON & BENVENISTY, 2005).
27
Pouţitím těchto postupů na myších i lidských kmenových buňkách, vědci úspěšně vytvořili kultury, kde 70% buněk mělo fenotyp odpovídající fenotypu hepatocytů. Tyto buňky mají mnoho rysů, které jsou typické pro hepatocyty. Vyjadřují jaterní enzymy, jejich morfologie je stejná, ukládají glykogen, pohlcují metabolity a léčiva a vylučují albumin. Bylo dokázáno, ţe vloţením těchto hepatocytů, odvozených z kmenových buněk, do myších nefunkčních jater se jejich funkce mírně obnovila, i kdyţ jejich přijetí v játrech bylo velmi malé (ZORN, 2008).
28
4 Vývojové poruchy Poruchy vývoje jater v raném stádiu vedou ke smrti embrya. Pokud k poruchám dojde později, vedou k vývojovým onemocněním. Můţeme se setkat s mnohými poruchami vývoje a vývojovými vadami. Níţe jsem vybrala a popsala alespoň pár z nich.
4.1 Vrozená vada jaterních ţlučovodů (DPM) Myši, kterým chybí transkripční faktory Hnf-6 nebo OC-2, mají po narození abnormálně vytvořené ţlučovody. Ţlučové buňky netvoří ţlučové cesty, ale jsou organizovány do souvislého prstence buněk (ductal plate) kolem vrátnicové ţíly, coţ připomíná lidské vrozené onemocnění známé jako DPM (ductal plate malformations). Český ekvivalent se nepouţívá. DPM je onemocnění jaterních ţlučovodů a je pozorováno u více neţ dvaceti genetických syndromů. Většina autorů povaţuje DPM za výsledek nesprávné tvorby ţlučovodů (CLOTMAN, 2006). Příčina této nemoci je ale stále nejasná. Je moţné, ţe sníţení apoptózy, která je nutná pro tvorbu ţlučovodů, nebo narušení interakce mezi epitelem a mezenchymem můţe mít roli ve vzniku DPM. Nicméně DPM nemusí vyplývat ze špatné morfogeneze, ale také z abnormální diferenciace jaterních buněk (CLOTMAN, 2006). Porucha vývoje ţlučovodů je příčinou spousty histologických a makroskopických odchylek. Projevují se nepravidelnými embryonálními ţlučovody s průvodní zvýšenou fibrogenezí a nebo dilatací (rozšíření) jaterních ţlučovodů (DĚDEK et al., 2010).
4.2 Alagilleův syndrom Alagilleův syndrom je onemocnění, které je způsobené mutací na genech Jagged a Notch. Projevuje se nedostatečně vyvinutými intrahepatálními ţlučovými cestami. Kojenec s tímto syndromem má ţluté zbarvení kůţe a sliznic, které je způsobeno zvýšeným obsahem bilirubinu. Je přítomna srdeční vada a někdy i anomálie močových cest. Bývá přítomna i mentální retardace (DĚDEK et al., 2010).
4.3 Progresivní intrahepatální cholestáza Cholestáza je porucha, při které se nesprávně tvoří a vylučuje ţluč nebo se nedostává normální mnoţství ţluči do dvanáctníku. V séru se vyskytuje zvýšená hladina bilirubinu a objevuje se zvýšená aktivita cholestatických enzymů. Progresivní familiární intrahepatální cholestáza (PFIC) označuje skupinu recesivně dědičných nemocí. PFIC má několik forem onemocnění, které jsou podmíněny mutacemi různých genů. 29
Forma FIC 1 (familial intrahepatic cholestasis) je podmíněna mutací genu FIC 1 a jeho produkt patří mezi ATPasy. Exprese genu FIC 1 probíhá nejen v jaterních buňkách, ale i v jiných orgánech, např. v buňkách slinivky břišní. Extrahepatální exprese je výraznější. Při této nemoci degenerují hepatocyty a v pozdějším stádiu dochází k poruše architektoniky jater a k cirhóze. Forma BSEP (bile salt export pump) onemocnění je způsobena mutací genu, jehoţ produkt je hlavní přenašeč ţlučových kyselin. Projevy této formy se podobají formě FIC 1, ale vyskytuje se rychlejší progrese do cirhózy a jaterního selhání. Forma MDR 3 (multiple drug resistance) je onemocnění podmíněné mutací genu, jehoţ produkt je tzv. MDR3 glykoprotein a jeho exprese probíhá v játrech. U této nemoci se objevuje chronický zánět v portálních polích (vazivový prostor mezi jaterními lalůčky). Tak jako u předešlých forem nakonec dojde k cirhóze a selhání jater (DĚDEK et al., 2010).
4.4 Cysta choledochu Cysta choledochu je anomálie charakterizována dilatací (rozšíření) extrahepatálních ţlučových cest. Příčina onemocnění je neznámá, ale uvaţuje se o anomálním spojení pankreatického vývodu a choledochu (hlavní ţlučový vývod) s dlouhým společným kanálem (viz obr. 4.1). Na tvorbě cyst se můţe podílet oslabení svaloviny ţlučovodů, virová infekce nebo porucha embryonálního vývoje (DĚDEK et al., 2010).
Obr. 4.1: Cysta choledochu. Zdroj: URL 5
30
4.5 Genetická hemochromatóza Ţelezo je prvek, který je pro ţivot naprosto nezbytný. Jeho přebytek je pro organismus stejně škodlivý jako jeho nedostatek. V metabolismu ţeleza má hlavní úlohu polypeptid hepcidin, který je vylučován v játrech. Genetická hemochromatóza je onemocnění, při kterém je vstřebávání ţeleza podle stavu jeho zásob narušeno. Příčinou je špatná syntéza HFE (human hemochromatosis protein) proteinu. HFE je kódován HFE genem. Akumulace ţeleza v játrech způsobuje poruchu lysozomů, zvýšenou peroxidaci lipidů a aktivaci hvězdicovitých buněk s následnou tvorbou vaziva. Hvězdicovité buňky jsou aktivovány růstovým faktorem TGFβ, destičkovým růstovým faktorem PDGF a dalšími faktory. Kvůli jejich aktivaci se hvězdicovité buňky přemění v myofibroblasty, které produkují hodně kolagenu. Tak se vyvíjí jaterní cirhóza. Aktivují se také Kupfferovy buňky, které produkují kyslíkové radikály a tak dochází k nekróze hepatocytů. Za odumírání hepatocytů je zodpovědná akumulace ţeleza, která v nich probíhá (HORÁK, 2010).
4.6 Wilsonova choroba Wilsonova choroba je dědičné onemocnění, které je způsobené nedostatkem ATPasy, která transportuje měď. Kvůli nedostatku ATPasy se měď kumuluje v játrech a v mozku a je narušená exkrece mědi do ţluči. Wilsonova choroba je nejčastější genetické onemocnění jater u dětí a dospívajících. Gen pro Wilsonovu chorobu byl označen jako ATP 7B. Produktem genu ATP 7B je velký protein, který je označován jako Wilsonův protein. Forma této nemoci můţe bát hepatální, neurologická nebo psychiatrická. U hepatální formy Wilsonovy choroby můţe být projevem hepatitida nebo jaterní cirhóza (MAREČEK & BRŮHA, 2010).
4.7 Hepatoblastom Hepatoblastom je nejčastější embryonální zhoubný nádor vyskytující se u dětí od dvou do tří let. Nejčastějším příznakem hepatoblastomu je pozvolné a nebolestivé zvětšování břicha. Bývá lokalizován v pravém jaterním laloku. Neţ začne metastázovat, tak v játrech dlouho roste. Metastáze se nejčastěji objevují v plicích a uzlinách (ŠEBESTOVÁ, 2007). S tímto typem rakoviny nejčastěji souvisí nenormální signalizace růstového faktoru Wnt (ARMENGOL et al., 2009).
4.8 Cystické onemocnění jater Poškození transkripčního faktoru Hhex v embryonálních játrech vede k pomalému progresivnímu onemocnění jater. Většinou toto vypuštění způsobuje smrt embrya, ale jiné typy zmutovaných myší neumřou. Na povrchu jater testovaných myší se objevily viditelné cysty. 31
Zkoumaly se myši staré 8 aţ 73 týdnů (viz obr. 4.2). Cysty se objevily u 24 z 26 zmutovaných myší, zatímco u kontrolních myší se neobjevily vůbec. Analyzované čtyři osmitýdenní myši měly na játrech více neţ padesát viditelných cyst. Další tři myši stejného věku měly více jak 29, 25 a 16 cyst. Cysty se objevily na všech jaterních lalocích a byly časté jak ve středu, tak i na perifériích. Největší cysta měřila přibliţně 8mm x 8mm x 15 mm. Jejich závaţnost rostla s rostoucím věkem. Většina myší staré jeden rok a více, měly horší následky téhle cystické nemoci (HUNTER et al., 2007).
Obr. 4.2: Polycystická játra Zdroj: (HUNTER et al., 2007)
A - Kontrolní játra ve 12. týdnech a žlučník (šipka). B - Játra mutanta ve 12. týdnech a žlučník (šipka). C - Kontrolní játra v 28. týdnech. D - Cysty na mutantních játrech ve 28. týdnech. E - Kontrolní játra v 37. týdnech. F - Mutantní játra v 37. týdnech s velkým počtem cyst. st žaludek, d - dvanáctník. G - Mutantní játra v 43. týdnech. H - Mutantní játra v 73. týdnech, játra jsou už celá pokrytá cystami. liv - játra,
32
Závěr Vývoj jater je velice sloţitý proces. V mé bakalářské práci jsem poznatky o vývoji jater shrnula a jednotlivé kroky popsala. Játra pochází z entodermu předního střeva. Vývoj entodermu ovlivňují růstové (rodina faktorů TGFβ) a transkripční faktory (Foxa, Sox17). Dále se z entodermu formuje přední střevo, pod vlivem transkripčního faktoru Hhex. Pro nástup hepatogeneze jsou důleţité přiléhající tkáně srdečního mezodermu a mezenchym septum transversum (STM), které uvolňují růstové faktory právě důleţité pro hepatogenezi (FGF, BMP). Po této specifikaci jater, se předchůdci jaterních buněk (hepatoblasty) začnou oddělovat od entodermu a putují do STM. Pak se játra mohou začít formovat. Pro tento proces jsou nutné transkripční faktory (Hhex, Gata, Prox1, OC-faktory). Dále játra podstoupí ohromný růst a stanou se hlavním místem fetální hematopoézy. Růst je ovlivněn růstovými faktory (FGF, BMP, HGF, Wnt, TGFβ). Pak se hepatoblasty mohou diferencovat na hepatocyty a buňky ţlučových cest, tento proces je rovněţ výsledkem působení různých růstových a transkripčních faktorů (TGFβ, OSM, HGF, Hnf4α, OC-1, EBPα). Jak jsem jiţ uvedla v úvodu, znalosti o průběhu vývoje jater jsou důleţité při odvozování hepatocytů z kmenových buněk. Tyto hepatocyty mohou být zdrojem hepatocytů pro transplantaci při akutním selhání jater. Jelikoţ jsou játra ţivotně důleţitá, při poruše vývoje v rané fázi embrya většinou umírají. Navzdory tomu se s poruchami jater setkáváme a některé z nich jsem ve své práci popsala.
33
Seznam zkratek Afp – α-fetoprotein BMP – bone morphogenetic protein BSEP - bile salt export pump CK – cytokeratin DPM – ductal plate malformations EBP - enhancer binding protein ECM – extracelulární matrix FGF – fibroblast growth factor FIC - familial intrahepatic cholestasis Foxf 1 - forkhead box 1f HFE – human hemochromatosis protein HGF – hepatocyte growth factor HNF – hepatocyte nuclear factor HNF – hepatocyte nuclear factor MAP - mitogeny aktivována kinasa MDR - multiple drug resistance MMP - matrix metaloproteinasa OC – onecut OSM – oncostatin M Pccmt - prenylcysteine carboxylmethyltransferase PFIC - progresivní familiární intrahepatální cholestáza PI3K - phosphoinositol-3 kinasa STAT - signal transducer and activator of transcription STM – mezenchym septum transversum TGFβ – transforming growth factor β
34
Pouţitá literatura ARMENGOL, C., FABREB, CAIRO, S., FABRE, M. & BUENDIA, M. A. 2009. Wnt signaling and hepatocarcinogenesis: The hepatoblastoma model. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 43. 265-270. BARRON, M., GAO, M., LOUGH, J. 2000. Requirement for BMP and FGF Signaling During Cardiogenic Induction in Non-Precardiac Mesoderm Is Specific, Transient, and Cooperative. Developmental dynamics. 218. 383-393. BORT, R., SIGNORE, M., TREMBLAY, K., BARBERA, J. P. M. & ZARET, K. S. 2006. Hex homeobox gene controls the transition of the endoderm to apseudostratified, cell emergent epithelium for liver bud development. Developmental biology. 290. 44-56. BURKE, Z. & OLIVER, G. 2002. Prox1 is an early specific marker for the developing liver and pancreas in the mammalian foregut endoderm. Mechanisms of development. 118. 147-155. CALMONT, A., WANDZIOCH, E., TREMBLAY, K. D., MINOWADA, G. KAESTNER, K. H., MARTIN, G. R. & ZARET, K. S. An FGF Response Pathway that Mediates Hepatic Gene Induction in Embryonic Endoderm Cells. Developmetal cell. 11. 339348. CLOTMAN, F. & LEMAIGRE, F. P. 2006. Control of Hepatic Differentiation by Activin/TGFβ Signaling. Cell cycle. 5:2. 168-171. ČIHÁK, R. 2002: Anatomie 2. Publishing, apol. s.r.o., Praha. DĚDEK, P., TYČOVÁ, V. & POZLER, O. 2010: Dětská hepatologie. In: EHRMANN, J. & HŮLEK, P. (ed.): Hepatologie. Grada Publishing, a.s., Praha, pp. 445-476. DUNCAN, S. A. 2002. Mechanisms controlling early development of the liver. Mechanisms od development.120. 19-33. DUNCAN, S. A. 2005. Generation of embryos directly fromembryonic stemcells by tetraploid embryo complementationreveals a role for GATA factors in organogenesis. Biochemical Society Transactions. 1534-1536. FÄSSLER, R. & MEYER, M. 1995. Consequences of lack of integrin gene expression in mice. Genes and development. 9. 1896-1908. FAUSTO, N. 2004. Liver regeneration and repair: hepatocytes, progenitor cells, and stem cells. Hepatology. 39. 1477-1487. FRIEDMAN, J. R. & KAESTNER, K. H. 2006. The Foxa family of transcription factors in development and metabolism. Cellular and Molecular Life Sciences. 2317-2328. GANONG, W. F. 2006. Přehled lékařské fyziologie. Galén. Praha. 35
GRIM, M. & DRUGA, R. 2005: Základy anatomie: 3. Trávicí, dýchací, močopohlavní a endokrinní systém. Galén. Praha. HORÁK, J. 2010: Genetická hemochromatóza. In: EHRMANN, J. & HŮLEK, P. (ed.): Hepatologie. Grada Publishing, a.s., Praha, pp. 339-343. HORKÝ, D. & ČECH, S. 2003. Mikroskopická anatomie. Masarykova univerzita. Lékařská fakulta. Brno. HUNTER, M. P., WILSON, CH. M., JIANG, X., CONG, R., VASAVADA, H., KAESTNER, K. H. & BOGUE, C. W. 2007. The homeobox gene Hhex is essential for proper hepatoblast differentiation and bile duct morphogenesis. Developmental biology. 308. 355-367. JUNG, J., ZHENG, M., GOLDFARB, M. & ZARET, K. S. 1999. Initiation of Mammalian Liver Development from Endoderm by Fibroblast Growth Factors. Science. 284. 19982003. KALINICHENKO, V. V., ZHOU, Y., BHATTACHARYYA, D., KIM, W., SHIN, B., BAMBAL, K. & COSTA, R. H. 2002. Haploinsufficiency of the Mouse Forkhead Box f1 Gene Causes Defects in Gall Bladder Development. The journal of biological chemistry. 277. 12369-12374. KAMIYA, A., KINOSHITAB, T. & MIYAJIMA, A. 2001. Oncostatin M and hepatocyte growth factor induce hepatic maturation via distinct signaling pathways. FEBS letters. 492. 90-94. KEIJZER, R., van TUYL, M., MEIJERS, C., POST, M., TIBBOEL, D. & KOUTSOURAKIS, M. 2001. The transcription factor GATA6 is essential for branching morphogenesis and epithelial cell differentiation during fetal pulmonary development. Development. 128. 503-511. LAVON, N. & BENVENISTY, N. 2005. Study of Hepatocyte Differentiation Using Embryonic Stem Cells. Journal of cellular biochemistry. 96. 1193-1202. MAREČEK, Z. & BRŮHA, R. 2010: Wilsonova choroba. In: EHRMANN, J. & HŮLEK, P. (ed.): Hepatologie. Grada Publishing, a.s., Praha, pp. 347-354. MARGAGLIOTTI, S., CLOTMAN, F., PIERREUX, CH. E., BEAUDR, J-B., JACQUEMIN, P., ROUSSEAU, G. G. & LEMAIGRE, F. P. 2007. The Onecut transcription factors HNF-6/OC-1 and OC-2 regulate early live expansion by controlling hepatoblast migration. Developmental biology. 311. 579-589.
36
MATSUMOTO, K., YOSHITOMI, H., ROSSANT, J. & ZARET, K. S. 2001. Liver organogenesis promoted by endothelial cells prior to vascular function. Science. 294. 559563. McCRIGHT, B., LOZIER, J. & GRIDLEY, T. 2002. A mouse model of Alagille syndrome: Notch2 as a genetic modifier of Jag1 haploinsufficiency. Development. 129. 1075-1082. McLIN, V. A., RANKIN, S. A. & ZORN, A. M. 2007. Repression of Wnt/β-catenin signaling in the anteriorendoderm is essential for liver and pancreas development. Development. 134. 2207-2217. PÁČ, L. 2010: Anatomie člověka II: Splanchnologie, kardiovaskulární systém, žlázy s vnitřní sekrecí. Masarykova univerzita. Brno. SHIOJIRI, N., TAKESHITA, K., YAMASAKI, H. & IWATA, T. 2004. Suppression of C/EBP alpha expression in biliary cell differentiation from hepatoblasts during mouse liver development. Journal of hepatology. 41. 790-798. ŠEBESTOVÁ, H. 2007: Prognostické a prediktivní genetické markery u nefroblastomu, hepatoblastomu, sarkomů a germinálních nádorů dětského věku. Bakalářská práce. Masarykova univerzita, Brno. TATSUMI, N., MIKI, R., KATSU, K. & YOKOUCHI, Y. 2007. Neurturin-GFRα2 signaling controls liver bud migration along the ductus venosus in the chick embryo. Developmental biology. 307. 14-28. TROJAN, S. & LANGMEIER, M. 2003: Lékařská fyziologie. Grada Publishing, a.s., Praha. VACEK, Z. 2006: Embryologie. Grada Publishing, a.s., Praha. WEINSTEIN, M., MONGA, S. P. S., LIU, Y., BRODIE, S. G., TANG, Y., LI, C., MISHRA, L. & DENG, C. X. 2001. Smad proteins and hepatocyte growth factor control parallel regulatory pathways that converge on beta1-integrinto promote normal liver development. Molecular and cellular biology. 21, 5122–5131. ZHAO R., WATT, A. J., LI, J., LUEBKE-WHEELER, J., MORRISEY, E. E. & DUNCAN, A. A. 2005. GATA6 is essential for embryonic development of the liver but dispensable for early heart formation. Molecular and cellular biology. 25. 2622-2631.
37
Internetové zdroje: URL 1: The liver, or the story of the man with 500 jobs. Dostupné z: http://11uexcretorysystem.wordpress.com/2008/04/30/the-liver-or-the-story-of-the-manwith-500-jobs/. Visited 10. 3. 2011. URL 2: Liver anatomy. Dostupné z: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/imagepages/8848.htm. Visited 20. 2. 2011. URL 3: The anatomy of the liver. Dostupné z: http://www.enjoylongerhealth.com/liver-pic.htm. Visited: 20. 2. 2011. URL 4: Uniprot. Dostupné z: http://www.uniprot.org/uniprot/Q9H6I2. Visited: 15. 3. 2011. URL 5: Medscape. Dostupné z: http://img.medscape.com/pi/emed/ckb/gastroenterology/169972-172099-2538.jpg. Visited: 10. 4. 2011. ZORN, A. M. 2008. Liver Development. Stembook. [online]. [cit. 5. 4. 2011]. Dostupný na: http://www.stembook.org/node/512
38
Seznam obrázků Obr. 1.1: Umístění jater v břišní dutině ...................................................................................... 8 Obr. 1.2: Játra ............................................................................................................................. 9 Obr. 1.3: Jaterní lalůček ............................................................................................................ 10 Obr. 2.1: Řezy embryem v jaterní krajině. ............................................................................... 14 Obr. 2.2: Myší embrya v různých stádiích vývoje. .................................................................. 17 Obr. 2.3: Indukce hepatogeneze růstovými faktory FGF a BMP. ............................................ 19 Obr. 2.4: Příčné řezy trávicí trubice na úrovni jaterní vychlípeniny. ....................................... 21 Obr. 2.5: Tvorba ţlučových kanálků. ....................................................................................... 24 Obr. 4.1: Cysta choledochu. ..................................................................................................... 30 Obr. 4.2: Polycystická játra ...................................................................................................... 32
39
