Yunan mitolojisinde Prometheus efsanesi, olağanüstü iyileşme yeteneğine sahip, yok edilemez bir karaciğer üzerine odaklanmıştır. Efsaneye göre, Prometheus Zeus’un ateşini çalıp insanlara verir. Zeus bu eylemden öfkelendiği için Prometheus’u yüksek bir dağda kayalıklara zincirler ve her gün bir kartalı Prometheus’un üzerine gönderir. Kartal, Prometheus’un karaciğerini her gün yer ancak karaciğer, kartal tekrar gelene kadar her gece iyileşir
1. Modern tıpta ise karaciğer rejenerasyonu terimi 19. yüzyılın başlarında kullanılmaya başlanmış ve günümüzde 'oldukça iyi düzenlenen hepatoselüler ölüm ile tetiklenen, orijinal doku kütlesini, yapısal düzenini ve işlevini restore eden karmaşık bir biyolojik süreç' olarak tanımlanmaktadır
2,3. Karaciğerin rejenerasyon yeteneğinin ilk bilimsel bulgusu Higgings ve ekibinin 1931 yılında yaptıkları sıçanlarda parsiyel hepatektomi sonrası doku kütlesinin restorasyonuna yönelik çalışmalarıyla ortaya konmuştur
2.
KARACİĞER REJENERASYON SÜRECİ
Karaciğerin rejenerasyonu, parsiyel rezeksiyonun ardından rezidüel karaciğer dokusunun organizmanın metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için büyüdüğü bir tür kompansatuvar hiperplazi olarak da tanımlanabilir. Cerrahi olarak %70'inin rezeke edilmesinden sonra karaciğer hızla rejenerasyon sürecine girer. Rejenerasyon sürecinde kaybettiği kütlesine birkaç hafta içinde tekrar ulaşması bakımından karaciğer vital organlar arasında benzersizdir. Ancak, karaciğer rejenerasyon sonunda fonksiyonel olgunlaşmaya ulaşmasına rağmen, orijinal anatomik yapısını tamamen geri kazanamamaktadır 4.
Karaciğer rejenerasyonu, karaciğerin tüm hücre çeşitlerinin proliferasyonunu kapsar. Bu hücreler hepatik epitelyal hücreler (hepatositler ve kolanjiositler) ile Kupffer hücreleri, hepatik kök hücreler, karaciğer sinüzoidal endotelyal hücreler gibi non parankimal hücrelerdir (Şekil 1) 5. Ancak karaciğer rejenerasyonunda temel mekanizma geride kalan hepatositlerin kompansatuvar proliferasyonu ile gerçekleşmektedir 6.
Homeostasis sırasında durağan olan hepatositler parsiyel hepatektomi (PH) sonrası karaciğer rejenerasyonu sürecinde çoklu hücre bölünmesi geçirerek parankimi yeniden oluştururlar. Bu durum, çeşitli karaciğer hastalıklarında da gözlemlenmektedir 8. Bu bilgiyi teyit etmek amacıyla yapılan çalışmalarda adeno-assosiye virüs 8 (AAV8) kullanılarak hepatositler işaretlenmiş ve PH veya karbon tetraklorür (CCl4) hasarı sonrası elde edilen yeni hepatositlerin, mevcut hepatositlerin bölünmesiyle oluştuğu gösterilmiştir 9,10. Bu mekanizma hem homeostaziste hem de akut ve kronik karaciğer hasarı sonrasında karaciğerin işlevini sürdürmesinde ve iyileşmesinde kritik bir rol oynamaktadır 8.
Kronik karaciğer hasarlarında hasar ile rejenerasyon arasındaki denge bozulduğunda veya rejenerasyon gerçekleşmediğinde hücresel hasar çok yaygınsa akut karaciğer yetmezliği ortaya çıkabilir. Günümüzde fulminant karaciğer yetmezliği ve son evre kronik karaciğer hastalıklarında karaciğer nakli hâlâ tek tedavi seçeneğidir. Karaciğer naklinde rejeneratif süreç, transplante edilen dokunun alıcının dokusuna uyum sürecini de içermektedir 11. Karaciğer nakli sonrasında sonuçlar son yıllarda sürekli olarak iyileşme gösterse de uzun dönem sağkalım hâlâ genel popülasyonun ortalama yaşam süresinden daha düşüktür. Karaciğer, transplante edilen dokuya karşı güçlü bir bağışıklık yanıtı geliştirme (alloreaktivite) riski taşır. Nakil sonrası uygulanan immün supresyon protokolleri sayesinde immün sistem kaynaklı greft kaybı riski azalmıştır. Ancak, immünosüpresif ilaçların uzun süreli kullanımı enfeksiyonlar, kardiyovasküler olaylar ve maligniteler gibi morbiditelere ve mortaliteye neden olabilmektedir. Bu nedenle immünosüpresyonun azaltılması ve uzun dönem sonuçlarının iyileştirilme stratejileri geliştirilmeye çalışılmaktadır 12.
PH sonrası karaciğer rejenerasyon süreci temelde üç aşamada ilerlemektedir. Bu aşamalar: başlangıç fazı, çoğalma fazı ve sonlanma fazıdır.
Başlangıç fazı: Fizyolojik koşullarda G0 fazında bulunan hepatositler PH sonrası hücre döngüsünde hızla G1 ve S fazlarına geçiş yapar. Bu faz, ekstraselüler matriksin çözünmesiyle başlar ve sürecin en kısa evresi olup yaklaşık 12-18 saat sürer.
Çoğalma fazı: Hepatositler DNA replikasyonunu tamamlar (G1-S-G2-M) ve hücre döngüsünde tekrar G0 fazına dönerler. Bu aşama ekstraselüler matriksin tekrar düzenlendiği ve kolanjiositler ve sinüzoidal endotelyal hücreler gibi parankim olmayan diğer hücrelerin de proliferasyona uğradığı aşamadır. Bu aşama başlangıç fazını müteakiben 4. güne kadar sürer.
Terminasyon fazı: Hepatik homeostazisinin tekrar oluşması için büyümeyi ilerleten sinyallerin sonlanması, rejenerasyonu durduran sinyallerin üretilmesini de kapsayan karaciğerin orijinal kütlesini korunmasını sağlayan süreçleri içeren rejenerasyonun 4. ila 7. günlerini kapsayan fazıdır 13.
Karaciğer Rejenerasyonu Deneysel Modeller
Karaciğer rejenerasyonuna yönelik yapılan araştırmalarda hayvan türü seçimi genellikle incelenen bilimsel problem ve ilgili çalışmaların içeriğine bağlıdır. Sıçanlar ve fareler, yönetimlerinin kolay olması ve optimal immünolojik ve moleküler biyolojik yanıtları nedeniyle, karaciğer rejenerasyonu araştırmalarında tercih edilen türlerdir. Sirkadiyen ritim, yaş, cinsiyet ve beslenme faktörlerinin hepatosit proliferasyonu üzerine etkileri göz önünde bulundurulduğunda karaciğer rejenerasyonu çalışmalarında kullanılan hayvan deneylerinin sıkı bir şekilde standardize olmasının gerekliliği açıktır 14 (Şekil 2).
Parsiyel Hepatektomi: Kemirgenlerde 2/3 PH modeli, karaciğer rejenerasyonunu incelemek için en çok tercih edilen hayvan deney modellerinden biridir. Bu modelin yaygın olarak tercih edilmesinin başlıca nedenlerinden biri, çıkarılan karaciğer dokusunda ve kalan dokularda nekroz oluşmamasıdır. PH modelinin bu avantajı sıçan ve farelerin çok loblu karaciğer anatomilerinin 'temiz' bir rezeksiyona olanak tanıması sayesindedir (Şekil 3). PH modelinin tercih edilmesinin diğer bir nedeni ise inflamatuar reaksiyonların yol açtığı komplikasyonlar oluşmaksızın rejenerasyon sürecinin birkaç dakika içinde başlama. Bu nedenle, PH zamanı, rejenerasyonun başlangıç noktası için referans zaman olarak kabul edilmektedir 2,15.
Karaciğer hastalıklarında nekrotik materyallerin uzaklaştırılması ve doku iyileşmesi gibi süreçlerin önemli rol oynadığı göz önünde bulundurulması gereken önemli süreçlerdir. Bu süreçlerin 'temiz' bir model olan PH modelinde tam olarak incelenememesi PH modelinin bir dezavantajıdır. İnsan karaciğer hastalıklarında rejenerasyon sürecinin daha iyi anlaşılması için karaciğer hasarında rejeneratif yanıtların yanı sıra rejeneratif olmayan yanıtların da incelenmesi gerekmektedir 2.
CCl4 İntoksikasyonu: Rejeneratif yanıtlarla beraber rejeneratif olmayan yanıtların da incelenmesine olanak sağlayan modellerden biri CCl4 gibi toksinlerle oluşturulan hepatotoksisite modelleridir. Bu modellerde toksik hasarın hemen ardından karaciğerde nekroz ve akut inflamasyon bulguları görülür. Ayrıca polimorfonükleer lökositler ve makrofajlar, nekrotik alanlara göç ederek ölü hepatositleri fagosite ederler. Bu modellerde gerçekleşen yoğun inflamatuar yanıt karaciğer rejenerasyonunun başlangıcını ve süresini etkilemektedir 16. CCl4 intoksikasyon modeli özellikle karaciğerin kronik toksin hasarını taklit ettiği için en yaygın kullanılan hepatotoksisite modelidir. Bu modelde CCl4 uygulamasını müteakiben santral ven etrafındaki parankimde (hepatik zon 3) nekroz gelişmeye başlar. Nekrotik hasar intoksikasyonun 24. saatinde en yüksek düzeyine ulaşır ve sonrasında karaciğer rejenerasyonu başlar. CCl4 uygulaması kronik olduğundaysa Disse aralığında bulunan Ito hücreleri kolajen 1 üreten miyofibroblast özellikleri kazanır ve fibrin üretimi aktive olur 17. Artan fibrin üretimi karaciğer fibrozisine yol açan fibröz skar formasyonlarına yol açar. CCl4 uygulamasının sonlandırılmasıyla beraber rejenerasyon süreci başlar ve fibrozis geriler. Bu süreçte Kupffer hücreleri hem fibrinleri fagosite ederek fibrozisin gerilemesinde hem de nekrotik hepatositleri fagosite ederek karaciğerin rejenerasyonunda kritik bir rol üstlenir (Şekil 4) 18.
Parasetamol İntoksikasyonu: Klinikte sık kullanılan analjeziklerden biri olduğu için parasetamol (asetaminofen) intoksikasyonu akut karaciğer yetmezliğine (AKY) neden olan intoksikasyonlar arasında en yaygın olanıdır. İnsanda akut parasetamol intoksikasyonu, hepatositlerde nekroza yol açar ve mikroskobik incelemelerde yoğun nötrofil infiltrasyonları gözlenir. Bu yoğun nötrofil kümeleri, doku hasarının artışını gösterirken aynı zamanda inflamasyon sürecinin başlatıcısı ve sürdürücüsü olarak işlev görür 19. Parasetamol ile oluşturulan AKY hayvan modelinde de inflamasyon süreci klinik duruma benzer şekilde ilerler. Bu modelde parasetamol, oksidatif disfonksiyona, oksidatif hasara ve karaciğer hücre nekrozuna neden olur. Parasetamol ile indüklenen AKY modelinde karaciğer rejenerasyonu, büyük ölçüde parasetamolün dozuna ve uygulama süresine bağlıdır. Bununla birlikte, parasetamolün düşük çözünürlüğü nedeniyle, modelin oluşturulabilmesi için yüksek konsantrasyonlarda kullanılması gerekliliği, bu modelin dezavantajlarından biridir 18.
D-Galaktozamin (D-Gal) İntoksikasyonu: D-Gal AKY modeli oluşturmak için sık kullanılan bir diğer hepatotoksik ajandır. Üretiminin kolay olması, dozaj ve uygulama tekrarının daha iyi kontrol edilebilmesi gibi özellikleri nedeniyle, D-Gal, AKY modeli oluşturmak için genellikle ideal bir hepatotoksik ajan olarak kabul edilir. AKY modelinde D-Gal, hepatositlerde bir RNA nükleotidi olan üridin trifosfatı (UTP) bozarak yaygın hepatik nekroza ve klinik viral hepatit benzeri patolojik değişikliklere yol açan bir inflamatuar yanıt oluşturur 20. Ayrıca, D-Gal, protrombin zamanında uzamaya yol açarken plazma AST ve total bilirubin düzeylerinde de ciddi artışlara neden olur 21. D-Gal ile oluşturulan AKY modelinin dezavantajlarından biri AKY sürecinin anesteziden önemli derecede etkilenebilmesidir. Bir diğer dezavantajı da D-Gal uygulamasıyla deney hayvanlarının ölümü arasındaki sürenin hayvanlar arasında değişkenlik gösterebilmesidir. Ayrıca, büyük hayvanlarda AKY modelinin oluşturulması için gereken yüksek miktarda D-Gal, maliyet açısından önemli bir yük oluşturmaktadır 22.
Tioasetamid İntoksikasyonu: AKY modeli geliştirmek için yaygın olarak kullanılan diğer bir hepatotoksik ajan, hepatokarsinojen özellikleri taşıyan tioasetamiddir. Tioasetamid uygulandıktan sonra, tioasetamid disülfoksite dönüşür ve bu, toksik bir reaktif metabolittir. Bu reaktif metabolit, karaciğer makromolekülleriyle kovalent bağlanarak reaktif oksijen türlerinin üretimini ciddi olarak artırır ve bu durum akut sentrilobüler karaciğer nekrozunu tetikler. Nekrozun ardından hepatosit rejenerasyonu başlar. Bu nedenle tioasetamid ile oluşturulmuş AKY modeli, kimyasal hasar sonrası hepatosit proliferasyonu çalışmaları için önerilen bir yöntemdir 18,22.
Genetik Olarak Modifiye Edilmiş Hayvan Modelleri: PH veya hepatotoksik ajanlarla oluşturulan AKY hayvan modellerinde insan karaciğerinin özelliklerini taklit etmek türler arasındaki biyolojik farklılıklardan ötürü tam olarak mümkün olamamaktadır. Bu nedenle, genetik olarak modifiye edilmiş hayvanlar, karaciğer rejenerasyonu araştırmaları için yeni modeller olarak önerilmiştir 18. Genetik modifikasyonlarla bağışıklık sistemi zayıflatılmış farelere insan hücreleri veya dokuları nakledilerek oluşturulan modeller, özellikle ilaç geliştirme ve bağışıklık sistemi araştırmalarında giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu modellerde, insan hepatositleri immün yetersiz farelere nakil (ksenotransplant) edilir ve böylece farelerin kendi karaciğerlerinin %70'inden fazlasının insan hücreleri ile değiştirilmesi sağlanır. Böylece hayvan deneylerinde insan hepatositleri kullanarak türler arasındaki biyolojik farklılıklar azaltılabilir. Ancak, immün sistemi baskılanmış bu farelerde hepatotoksisiteye karşı daha az duyarlılık gözlemlenmiştir. Bu durum, fizyolojik bağışıklık yanıtın, AKY modeli oluşturmakta önemli bir rolü olduğunu göstermektedir 23.
Karaciğer Rejenerasyonu Çalışmalarında İn Vitro Yöntemler
Canlı hayvanlar üzerinde yapılan çalışmaların birçok avantajı olmasına rağmen insan karaciğerinin fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerini tam olarak yansıtmakta yetersiz kalabilmektedirler. Ayrıca, hayvanlar arasındaki genetik ve metabolik farklılıklar, araştırma sonuçlarının doğrudan insanlara uygulanabilirliğini kısıtlayabilir. Bu sınırlamaları aşmak için in vitro teknikler geliştirilmiştir. Bu teknikler, hücresel düzeyde spesifik sinyal yolaklarını daha doğru bir şekilde tanımlamaya ve insan biyolojisine daha uygun modeller geliştirmeye olanak tanır 24. Ancak, karaciğer dokusunun tamamının homojenize edilerek elde edilen hücresel veriler, yalnızca hepatositleri yansıtmaz. Çünkü bu yöntemle elde edilen doku örneği, hepatositlerin yanı sıra karaciğer kök hücreleri, Kupffer hücreleri, kolanjiositler ve sinüzoidal endotelyal hücreler gibi diğer hücre türlerini de içerir. Bu durumdan kaçınabilmek için, fare, sıçan veya insan karaciğer dokularındaki hepatositlerin izole edilerek kültüre edilmesi gerekmektedir. İlk olarak 1970'lerin başında uygulanmaya başlanan bu teknikle elde edilen hücre kültürlerine "primer kültürler" adı verilir. Primer kültürlere hücrelerin büyüme faktörleri veya diğer uyarıcılarla uyarılmasıyla sekonder kültürler elde edilir. Sekonder kültürler, genetik modifikasyonlar veya diğer teknikler kullanılarak daha uzun süre canlılığını koruyacak şekilde tasarlanabilme özelliğine sahiptir. Sekonder kültürler, hücrelerin geniş çapta karakterize edilmesine ve çeşitli biyolojik süreçlerin daha detaylı incelenmesine olanak tanır. Örneğin, uzun süreli izlem ve deneyler için kullanılabilir ve farklı koşullar altında hücresel yanıtların incelenmesine imkan sağlar. Bu nedenle, sekonder kültürler karaciğer rejenerasyonu, toksisite testleri ve ilaç tarama çalışmaları gibi birçok biyomedikal araştırma alanında yaygın olarak kullanılmaktadır 25.
Karaciğer Rejenerasyonunda Sinyal Mekanizmaları
Karaciğer rejenerasyonu, çeşitli mekanizmalarla sıkı bir şekilde kontrol edilen bir süreç olduğundan, bu sürecin iyi anlaşılması ve gelecekteki tedavi stratejilerinin geliştirilmesi açısından büyük önem taşır. Karaciğerin rejenerasyonunu başlatan veya durduran ve fizyolojik olarak organizmanın ihtiyaçlarını karşılayacak yeterli karaciğer kütlesinin büyüklüğünü belirleyen tüm sinyal moleküllerine "hepatostat" denir 26.
Hepatostatlar hakkında yapılan çalışmaların öncülerinden biri, LaBrecque ve Pesch tarafından 1975 yılında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, anne sütünden yeni kesilmiş sıçanlardan alınan karaciğer dokusundan bir ekstrakt elde edilmiştir. Bu ekstrakta "hepatik stimülatör madde" (HSS) adı verilmiştir. HSS’nin PH yapılan sıçanlara uygulandığında karaciğer rejenerasyonunun stimüle olduğu gösterilmiştir 27. Yapılan daha ileri araştırmalar, karaciğer rejenerasyonunu stimüle eden molekülün tanımlanarak HSS’den izole edilmesine yönelik olmuştur 28. Yapılan ileri çalışmaların sonucunda sıçanlarda %40 PH sonrası karaciğer rejenerasyonunun hızlanmasını sağlayan protein başarıyla izole edilmiştir ve karaciğer rejenerasyonunu hızlandıran protein (ALR) olarak adlandırılmıştır 29.
Karaciğer rejenerasyonunu hızlandırmaya yönelik yapılan güncel araştırma konularından bir diğeri de kemik iliği kök hücre transplantasyonu yöntemidir. Köpekler üzerinde yapılan bir çalışmada kemik iliği aspirasyonu ile kemik iliği kökenli mezenşimal kök hücreler elde edilip kültüre edilerek çoğaltılmıştır. Daha sonra bu kök hücreler CCl4 ile karaciğer fibrozisi geliştirilmiş köpeklere periferik venöz infüzyon ve hepatik arter infüzyonu yoluyla otolog olarak verilmiştir. Bu araştırmanın sonucunda otolog kemik iliği hücre infüzyonunun karaciğer fibrozisi üzerindeki güvenli terapötik etkinliği tespit edilmiştir 30.
Karaciğer rejenerasyonunda hepatosit proliferasyonunun kritik bir rolü olmasından dolayı hepatosit aracılı karaciğer rejenerasyonunun sinyalizasyon mekanizmalarını incelemek üzere PH modeli kullanılarak araştırmalar yapılmaktadır 31. Bu çalışmaların sonuçlarına göre PH'yi takip eden dakikalarda, hepatositler G0 fazından çıkmaya başlamakta ve hücre döngüsünün başlamasıyla birlikte gen ekspresyonunda önemli değişiklikler meydana gelmektedir 32,33. Hepatositleri ilk uyaran mitojenik faktör ekstraselüler matrikste bulunan hepatosit büyüme faktörüdür (HGF). PH'yi takip eden birkaç dakika içinde, matriks metalloproteinaz kaskadının aktive edilmesine yol açan ürokinaz aktivitesinde hızlı bir artış görülür 31. Bu durum, ekstraselüler matrikste azalmaya yol açarak mezenkimal kök hücrelerin HGF üretimini stimüle eder. Hepatik kök hücreler ve karaciğer sinüzoidal endotelyal hücreler de PH'yi takiben 36 saat içinde, HGF'nin öncüsü olan novo-HGF'yi üreterek HGF seviyelerini yüksek tutarlar. HGF ve epitelyal büyüme faktörü (EGF) gibi diğer büyüme faktörleri, inflamatuar sitokinler, tümör nekrozis faktör-α (TNF-α) ve interlökin-6 (IL-6), karaciğer rejenerasyonunda önemli roller üstlenirler 16,34. Bu bağlamda TNF-α ve IL-6 sitokinlerini eksprese eden Kupffer hücreleri karaciğer rejenerasyonunda kritik öneme sahiptir 35,36.
TNF-α, hücre yüzeyindeki TNF-α reseptörleri aracılığıyla hücresel sinyal yolaklarını aktive ederek nuklear faktör kappa B (NF-κB)'nin aktive olmasına yol açar. TNF-α reseptör 1 mutasyonu olan farelerde NF-κB aktivasyonu düşük seviyededir ve bu farelerde rejeneratif yanıt geç görülmektedir 37. Bu durum, NF-κB'nin IL-6 üretimini stimüle eden fonksiyonu ile ilişkilidir. Dolayısıyla, TNF-α reseptör 1 mutasyonu olan farelerde IL-6 üretimindeki eksiklik, hepatosit proliferasyonunun bozulmasına ve rejenerasyonun gecikmesine yol açmaktadır. IL-6 fazla eksprese olduğu durumlarda ise karaciğer rejenerasyonun hızlandığı gösterilmiştir (38).
Karaciğer rejenerasyonunda diğer bir anahtar sinyal yolağı β-catenin sinyal yolağıdır. β-catenin sinyal yolağı aktive olduğunda hücre döngüsünde G1 fazında olan hepatositler S fazına geçerler. Farelerde yapılan bir çalışmada β-katenin üretiminde bir azalma mevcutsa PH sonrası 40. saatte hepatositlerin kontrol grubuna göre yalnızca yarısının S fazına ilerlediği tespit edilmiştir. Böylece β-katenin eksikliğinin karaciğer rejenerasyonunda gecikmeye neden olduğu anlaşılmıştır. Bununla birlikte PH’den 72 saat sonra proliferasyon oranının normale döndüğü görülmüş böylelikle β-cateninin çok önemli oluşunun yanı sıra hücre döngüsünü kontrol eden tek sinyal molekülü olmadığı sonucuna varılmıştır 6, 39-41.
Hepatosit proliferasyonuna etki eden bir diğer sinyalizasyon mekanizması Notch sinyalizasyon yolağıdır. Notch sinyalizasyonu hepatositlerin erken dönem proliferasyonunda rol oynamaktadır. Bu mekanizmada Notch1’in yokluğu veya Jagged-1’in (ligand) yokluğu karaciğer rejenerasyonunun gecikmesine neden olmaktadır 42.
Son yıllarda yapılan çalışmalar sonucunda safra asidinin, karaciğer rejenerasyonunda önemli sinyal düzenleyicilerinden biri olduğu anlaşılmıştır. Bu çalışmalarda yapılan PH sonrası, rezidüel hepatositler yüksek safra asidi seviyelerine maruz kalmaktadırlar.
Artan safra asidi konsantrasyonu farnesoid X reseptörünün (FXR) aktivasyonuna yol açar. Bu aktivasyon, safra asidi sentezini inhibe eder ve FOXM1B geninin ekspresyonunu uyarır. FOXM1B, DNA sentezini ve mitozu düzenleyen bir transkripsiyon faktörüdür ve hücrelerin G1 fazından S fazına geçişi için gerekli olan siklin-bağımlı kinaz 2'yi (CDK2) ve S fazından M fazına geçişinden sorumlu olan CDK1'i aktive eder ve HGF aracılığıyla hepatositleri proliferasyona indükler 43,44. FXR geni susturulmuş farelerde ise PH sonrası veya CCl4 intoksikasyonu sonrası karaciğer rejenerasyonunda gecikme olduğu gösterilmiştir 45,46. Böylece FXR’nin hepatik safra asidi seviyelerinden organın fonksiyonel kapasitesine ulaşıp ulaşmadığını algılayarak karaciğerin büyüklüğünü düzenlediği anlaşılmıştır. Ayrıca hepatositlerde bulunmayan fakat kolanjiositlerin ve Kupffer hücrelerinin hücre yüzeyinde bulunan safra asidi reseptörü (TGR5), PH sonrası yüksek safra asidi konsantrasyonunu belirleme fonksiyonu nedeniyle rejenerasyon sürecinin ilerlemesinde önemli bir rol üstlenmektedir 47,48. Sonuç olarak, safra asitlerinin karaciğer rejenerasyonu için hayati öneme sahip olduğu ve konsantrasyonlarındaki değişikliklerin (çok yüksek, çok düşük veya çok hidrofobik olması) karaciğer rejenerasyonunu olumsuz etkilediği anlaşılmıştır. Başka bir deyişle, safra asitlerinin hem rejeneratif hem de toksik etkileri nedeniyle, safra asidi homeostazisi karaciğer rejenerasyonunda kritik bir rol oynamaktadır 43.
Kemirgenlerde, PH sonrasında karaciğer dokusundaki kütle artışının sadece hücre proliferasyonundan kaynaklanmadığını, aynı zamanda hücre hipertrofisinin de bu süreçte önemli bir rol oynadığını vurgulamak gerekir 49,50. PH sonrası karaciğer rejenerasyonunda yeni doku oluşumu hem hepatosit proliferasyonu hem de hepatosit hipertrofisi ile sağlanır. Karaciğerdeki hepatositlerin %30'dan fazlası poliploididir, yani iki veya daha fazla çekirdek içerir. PH sonrası hepatositlerde görülen poliploidinin nedeni, rejenerasyon sürecinde birçok hepatositin mitoz bölünmeye başlamasına rağmen, hepsinin hücre bölünmesini (sitokinez) tamamlayamamasıdır. Bu durum, genişlemiş çekirdekleri olan hipertrofik poliploidik hepatositlerin oluşmasına yol açmaktadır 4.
Karaciğer rejenerasyonu sırasında karaciğer eski kütlesine ulaştıktan sonra hepatositler hala proliferasyona devam ederse kanser gelişebilir. Bu nedenle, hepatositlerin anormal çoğalmasını engellemek için karaciğer rejenerasyonu sürecinde bir sonlanma fazı olmalıdır. Bu aşamada PH sonrası hücre proliferasyonu ile karaciğer/vücut kütle oranı %2.5’a ulaşır ve çeşitli sinyal yolları aktifleşerek rejenerasyonun hızı yavaşlatılır 51. Karaciğerin fonksiyonel kapasiteye ulaştığını gösteren işaretlerden biri, normal hepatik safra asidi seviyelerine ulaşılmasıdır. Normal hepatik safra asidi düzeyi rejenerasyon sürecini durduran mekanizmalardan biridir. Ayrıca, ekstraselüler matriksten gelen sinyaller de rejenerasyon sürecinin sonlanmasını düzenler 44,52.
Karaciğer rejenerasyonunun sonlanma fazında işlev gören ekstraselüler matriksten gelen sinyal moleküllerinden biri membran ilişkili bir heparan sülfat proteoglikanı olan Glypican-3’tür (GPC3). GPC3, sağlıklı karaciğerde ya tespit edilemeyecek kadar az eksprese edilir ya da hiç eksprese edilmez 53. İnsan hepatoselüler karsinomasında ise ekspresyonu aşırı arttığı için insan karaciğer kanserinde klinik bir belirteç olarak kullanılır. GPC3'ün hepatoselüler karsinoma hücreleri tarafından yüksek düzeyde üretilmesine rağmen, aslında bir proliferasyon inhibitörü olarak işlev gördüğü düşünülmektedir. Hepatositlerin proliferasyonu sırasında eksprese olmaya başlayan GPC3 karaciğerin fizyolojik büyümesi tamamlandığında hepatosit proliferasyonunun durdurulmasına katkıda bulunan bir geri kontrol mekanizması olarak görev yapar. Ancak, hepatoselüler karsinoma hücrelerinin bu proliferasyonu baskılayan mekanizmaya yanıt veremediği dolayısıyla proliferasyona devam ettikleri öne sürülmektedir 2. Ayrıca, GPC3’ün işlev kaybının gözlemlendiği fare modellerinde de benzer semptomlar ortaya çıkmış ve GPC3 eksikliği olan farelerde hepatomegali gözlenmiştir 54.
Sonlanma fazında işlev gören başka bir sinyal yolağı ise Hippo sinyal yolağıdır. Efektörü olan Yes-ilişkili protein (YAP) aracılığıyla Hippo yolağının aktivasyonu proliferasyon ve organ büyüklüğü de dahil olmak üzere hücresel birçok süreç ile ilişkilidir. Hippo sinyalizasyonunun mekanizmasında bir değişiklik olduğunda hepatositlerde artmış proliferasyon ile karakterize hepatomegali gelişir 55. Örneğin, Hippo sinyal yolağında bulunan Mst1/2 genindeki delesyon veya Mst1/2’nin farmasötik inhibisyonu durdurulamayan hepatositik proliferasyon nedeniyle gelişen hepatomegaliyle sonuçlanır 2,56.
TGF-β ayrıca, PAI-1 ekspresyonunu artırarak DNA sentezini baskılar ve rejenerasyon sürecinde tübülogenez ve yeni damar oluşumunu tetikleyerek vasküler ağ gelişimini destekler. Karaciğer rejenerasyonu tamamlandıktan sonra yeni ECM oluşumu başlar ve TGF-β ekspresyonu, kısmi hepatektomiden sonraki üçüncü gün (72 saat) en yüksek seviyeye ulaşarak sinüzoidal kapiller ağın oluşumuna katkı sağlar. Ayrıca TGF-β1 stromal hücreleri etkileyerek kolajen ve diğer ekstraselüler matrikslerin sentezini aktive eder. TGF-β hepatositlerin proliferasyonun baskılanmasında aktivin A ile birlikte çalışır 58-60.
)
)
)
)
