Molekulare Dynamik der Genexpression Während der Leber Regeneration

Hintergrund: Die Leberregeneration ist ein hochdynamischer und komplexer Prozess, der durch zeitlich koordinierte Veränderungen der Genexpression gesteuert wird. Diese molekularen Anpassungen fördern die Gewebeerneuerung, Zellproliferation und die Wiederherstellung der Organfunktion nach Verletzung. Trotz erheblicher Fortschritte im Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen sind sowohl die präzise zeitliche Regulation als auch das funktionelle Zusammenspiel regenerationsrelevanter Signalwege bislang unzureichend charakterisiert. Dies unterstreicht den Bedarf an einer umfassenden, systembiologischen Analyse des regenerativen Prozesses.

Methode: Das Ziel dieser Studie war es, die zeitabhängige Dynamik der Genexpression während der Leberregeneration auf molekularer Ebene zu untersuchen. Hierzu wurde ein etabliertes Mausmodell der partiellen Hepatektomie eingesetzt. Die mRNA-Expression wurde mittels RNA-Sequenzierung (RNA-seq) zu sechs definierten Zeitpunkten (0, 12, 24, 48, 72 und 168 Stunden postoperativ) erfasst und analysiert.

Ergebnisse: Die Analyse zeigte die stärksten Transkriptomveränderungen innerhalb der ersten 12 Stunden nach Resektion. Ein zweiter, schwächer ausgeprägter Peak wurde nach 48 Stunden beobachtet. In der frühen Phase der Regeneration kam es zur Aktivierung zentraler Schlüsselwege, insbesondere solcher, die mit Zellzyklus, Zellproliferation, DNA-Reparatur und Immunantwort assoziiert sind. Diese Gencluster zeigten eine signifikante Hochregulation in der initialen Phase, gefolgt von einem transienten Abfall, bevor ein erneuter Anstieg um 48 Stunden verzeichnet wurde. Darüber hinaus zeigten auch Signalwege wie TGF-β, extrazelluläre Matrixbildung/-remodellierung und Zelladhäsion eine deutliche Aktivierung, was auf ihre potenzielle Rolle in der frühen Gewebeheilung hinweist.

Schlussfolgerung: Unsere Daten unterstreichen die Relevanz früher transkriptioneller Ereignisse für die Leberregeneration und liefern neue Einblicke in die molekularen Steuerungsmechanismen dieses Prozesses. Um das therapeutische Potenzial dieser Erkenntnisse perspektivisch zu evaluieren, sind weiterführende Studien erforderlich – insbesondere im Hinblick auf die gezielte Ansteuerung relevanter Signalwege und die Aktivierung spezifischer Gencluster mit dem Ziel, die endogene Heilungskapazität der Leber zu unterstützen.

Publication History

Article published online:
04 September 2025