肝臟是怎樣再生的？ - 史丹福狂想曲

在肝臟再生的過程中，大部分的肝細胞都會複製一至兩次。

其他如庫弗氏細胞、星狀細胞及膽管上皮細胞等的非肝細胞會比肝細胞滯後約24 ... 2017年4月23日星期日 肝臟是怎樣再生的？ 近來捐肝的新聞成了報紙的頭條，大家似乎開始留意到原來肝原來有很神奇的再生功能。

已經有不少朋友問過小弟肝臟是怎樣再生的。

小弟不如藉此機會跟大家簡單介紹一下肝臟的再生機制。

究竟肝臟的再生能力有多強？科學家曾經以老鼠做過實驗，發現即使切除了老鼠70%的肝臟，剩餘的肝臟也會在5至7天內生長至原有肝臟的大小。

人類的肝臟也有類似的強大再生能力。

參考下面的電腦掃瞄圖片，上面是病人原有的肝臟，白色線圈著的是打算切除的右肝；下圖是切除右肝後一星期的情況，白色線圈著的是剩下的左肝，我們可以看到左肝已經生長至接近原本的肝臟的大小。

Adaptedfrom Theliver:biologyandpathobiology,byI.M.Arias,2009.Oxford:JohnWiley&Sons. 那究竟是甚麼令到肝臟有如此驚人的再生能力呢？在討論這個問題前，讓我們先簡單地談談正常細胞的複製周期，我們稱之為「細胞周期」（Cellcycle）。

細胞周期大致上可以分為G1（Gap1）期、S（Synthesis）期、G2（Gap2）期及M（Mitosis）期。

顧名思義，G1期及G2期是一個gap，是一個間隔，分開了S期及M期，但基本上沒有甚麼重要的大事在這兩個間隔期中發生。

S期及M期則是細胞周期的主角，分別代表著兩件細胞大事，S期是DNA複製的時期，M期則是細胞進行有絲分裂（Mitosis）的時期，細胞一分為二，複製成兩份。

整個細胞周期由一系列稱為週期素（Cyclins）及週期素激酶（Cyclin-dependentkinase,CDK）的化學物所調控。

但其實身體中的大部份細胞都並不處於這個複製的周期當中，而是處於一個靜止的狀態，我們稱這個時期為G0期。

AdaptedfromHumanbiology,byS.S.Mader,&M.Windelspecht,2018,NewYork,NY:McGraw-HillEducation. 根據再生的能力，身體的細胞可被分為三大類。

第一類是不穩定細胞（Labile cells），它們不斷地複製，以代替衰亡或破壞的細胞，如表皮細胞、呼吸道和消化道粘膜細胞，骨髓造血細胞等。

第二類是永久性細胞（Permanentcells），它們不能分裂增生，一旦遭受破壞就不能再生，它們包括了神經細胞及心肌細胞。

最後一類是穩定細胞（Stablecells），它們在絕大部分的情況下都處於G0期，但當它們受到組織損傷的刺激時，就會從G0期進入G1期，然後開始整個細胞周期去複製自己。

我們今次的主角，肝臟中的細胞就是屬於這種穩定細胞。

肝臟的細胞分幾種，分別是負責大部分肝臟功能的肝細胞（Hepatocytes）、負責免疫及進行呑噬的庫弗氏細胞（Kupffercells）、負責儲存維他命A在肝臟受損時引起纖維化的星狀細胞（Hepaticstellatecells）及包圍著膽管的膽管上皮細胞（Biliary epithelialcells）等。

進行了部分肝臟切除手術後，剩餘的肝臟細胞首先要進行一個稱為「啟動」（Priming）的步驟，令細胞由G0期進入G1期，「從沉睡中甦醒」。

啟動的主要促進者是由庫弗氏細胞所分泌的細胞激素（Cytokines）（細胞激素泛指免疫細胞分泌的激素），其中最主要的兩種是TNF-α及IL-6。

在進行了部分肝臟切除手術後，庫弗氏細胞會受到腸藏細菌的細胞壁成份脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）及免疫蛋白補體C5a所刺激，啟動NF-κB及MyD88路徑，並釋放出TNF-α及IL-6兩種主要的細胞激素。

這兩種細胞激素會粘在肝細胞表面的受體，激活STAT3路徑，從而增加細胞的存活及增生。

經過「啟動」後，肝臟的細胞進入G1期，它們已經做好複製的準備，但它們仍需要一個動力－－生長因子（Growthfactor）去驅動它們在細胞周期中前進。

其中最重要的一種生長因子是肝細胞生長因子（Hepatocytegrowthfactor，HGF），它是由星狀細胞及另外一些非肝臟的細胞負責製造的。

除了HGF外，EGF、FGF、IGF等都是重要的生長因子。

生長因子可以控制細胞製造出不同的週期素，從而調控細胞周期，刺激肝臟細胞複製。

除了生長因子外，一些內分泌賀爾蒙，如胰島素（Insulin）、甲狀腺素（Thyroidhormone）、去甲腎上腺素（Norepinephrine）等都可以幫助及刺激細胞複製。

AdaptedfromLiverregeneration:frommyth tomechanism,byR.Taub,2004, NatureReviewsMolecularCellBiology, 5(10), p.836-847. 透過這些細胞激素、生長因子及其他化學物質的精密調控，肝細胞會在部分肝臟切除手術後約12個小時後進入S期並開始複製DNA，並在複製DNA後約6至8個小時進行有絲分裂，把自己複製，一分為二。

在肝臟再生的過程中，大部分的肝細胞都會複製一至兩次。

其他如庫弗氏細胞、星狀細胞及膽管上皮細胞等的非肝細胞會比肝細胞滯後約24小時。

當肝臟回復到原來的大小後，肝細胞就回重新進入G0期，不再複製。

就是這樣，肝臟就可以再生成原本的大小。

Adaptedfrom RobbinsandCotranpathologicbasisofdisease,by V.Kumar,  A.K.Abbas,&J.C.Aster,2015,Philadelphia:Elsevier-Saunders. Adaptedfrom RobbinsandCotranpathologicbasisofdisease,by V.Kumar,  A.K.Abbas,&J.C.Aster,2015,Philadelphia:Elsevier-Saunders. 史丹福的媽媽很聰明，舉一反三，在聽了我的解釋後，問了一條很有意思的問題：如果肝細胞的再生能力這麼強，為什麼肝衰竭的患者不能夠再生出正常的肝細胞，令肝功能回復？其實，肝細胞在受損後能否再生，是取決於細胞外基質（Extracellularmatrix）是否完整。

如果細胞外基質已受損並影響到肝組織的結構，那麼肝臟就會以結疤及纖維化（Fibrosis）的方或去修補損傷，疤組織只是一些網狀蛋白（Reticulin）及骨膠原（Collagen）蛋白，當然就沒有肝細胞原有的功能，肝自然就不能正常運作。

所以這就解釋到一個有趣的現象：如果病人一次過接觸大量的肝臟毒素，就算超過一半的肝細胞死亡，肝細胞都可以再生，因為細胞外基質未受破壞；反之如果病人慢性地接觸小量毒素，令肝的細胞外基質都受到破壞，病人反而會出現肝臟纖維化，令細胞無法再生。

資料來源： 1. Kumar,V.,Abbas,A.K.,& Aster,J.C.(2015). RobbinsandCotranpathologicbasisofdisease. Philadelphia:Elsevier-Saunders. 2.Fausto,N.(2000).Liver regeneration. JournalofHepatology, 32,19-31.  3.Böhm,F.,Köhler,U.A.,Speicher,T., &Werner,S.(2010).Regulationofliverregenerationbygrowthfactorsand cytokines. EMBOMolecularMedicine, 2(8),294-305. 張貼者： 235711 於 凌晨2:47 以電子郵件傳送這篇文章BlogThis！分享至Twitter分享至Facebook分享到Pinterest 標籤： 數理與我, 學醫之道 3則留言: WyattWong2017年5月5日下午4:47根據你的說法，只要科學家能夠找到方法令肝細胞外基質得到修補，那就可以醫治所有患有肝病的人士了。

回覆刪除回覆回覆WyattWong2017年5月5日下午4:50我想追問除了肝之外人體還有什麼器官擁有再生機制？回覆刪除回覆回覆Unknown2017年12月5日清晨7:42我也想知道回覆刪除回覆回覆新增留言載入更多… 較新的文章 較舊的文章 首頁 訂閱： 張貼留言(Atom) 關於我自己 235711 檢視我的完整簡介 標籤 杏林覺醒 (7) 音樂與我 (18) 神醫的煩惱 (9) 愛情故事? (3) 電影與我 (61) 數理與我 (106) 學醫之道 (77) 舊文 (24) Justforfun (5) 網誌存檔 ►  2022 (8) ►  五月 (4) ►  四月 (4) ►  2021 (15) ►  十二月 (2) ►  十一月 (1) ►  十月 (1) ►  九月 (2) ►  七月 (3) ►  五月 (2) ►  四月 (3) ►  一月 (1) ►  2020 (20) ►  十二月 (2) ►  十一月 (1) ►  十月 (1) ►  九月 (2) ►  七月 (1) ►  六月 (1) ►  五月 (1) ►  四月 (1) ►  三月 (3) ►  二月 (4) ►  一月 (3) ►  2019 (20) ►  十二月 (4) ►  十月 (2) ►  九月 (4) ►  八月 (3) ►  七月 (2) ►  二月 (2) ►  一月 (3) ►  2018 (47) ►  十二月 (2) ►  十一月 (5) ►  十月 (4) ►  九月 (5) ►  八月 (4) ►  七月 (2) ►  六月 (4) ►  五月 (4) ►  四月 (4) ►  三月 (4) ►  二月 (4) ►  一月 (5) ▼  2017 (47) ►  十二月 (3) ►  十一月 (4) ►  十月 (3) ►  九月 (4) ►  八月 (1) ►  七月 (4) ►  六月 (6) ►  五月 (9) ▼  四月 (7) 《狂野時速8》：恰如其分、做好本份地爽 那些DSE同學所不知道的事－－那些年的A-level數學 肝臟是怎樣再生的？ 777與小圈子 《美女與野獸》：美倫美喚的華麗音樂盛宴 新藥風雲3 《外星生命》：當"Alien"遇上”Gravity” ►  三月 (1) ►  二月 (2) ►  一月 (3) ►  2016 (54) ►  十二月 (2) ►  十月 (7) ►  九月 (6) ►  八月 (4) ►  七月 (3) ►  六月 (5) ►  五月 (11) ►  四月 (6) ►  三月 (3) ►  二月 (6) ►  一月 (1) ►  2015 (66) ►  十二月 (4) ►  十一月 (3) ►  十月 (9) ►  九月 (7) ►  八月 (4) ►  七月 (3) ►  五月 (5) ►  四月 (5) ►  三月 (26)