Long-term culture of hepatocytes: Effect of hormones on enzyme activities and metabolic capacity

Abstract

(i) Hepatocytes isolated from adult rats were cultured for 2 to 3 weeks on collagen in a modified, serum-free Waymouth medium containing fatty acids and varying concentrations of glucocorticoid, insulin and glucagon. (ii) In the presence of all three hormones, it was possible to maintain the content of DNA, the activity of glucokinase, pyruvate kinase, hexokinase and lactate dehydrogenase at initial levels for 2 to 3 weeks. The activity of glucokinase and pyruvate kinase was affected by the concentration of insulin. (iii) The activity of alcohol dehydrogenase was stable for 3 days and declined to about 25% of the initial level after 2 weeks of culture, irrespective of the presence of hormones. (iv) Maintenance of albumin secretion was dependent on the presence of glucocorticoid, and glucocorticoid and insulin showed an additive or, at some time points, a synergistic effect on its secretion. (v) The content of cytochrome P-450 could be kept at 65% of the initial level, provided that a relatively high concentration of dexamethasone was present (10(-6) M). (vi) In the absence of hormones, urea synthesis was 70% of initial levels throughout the experimental period. With insulin and glucocorticoid present, a high concentration of glucagon (10(-8) M) was required to maintain the synthesis of urea at this level. (vii) It is concluded that hepatocyte cultures as described in the present study may be a useful, well-defined system for long-term metabolic, pharmacologic and toxicologic studies.

The modern creation technologies of implanted bioartificial liver

“…Большое количество работ [3,[5][6][7][8] посвящено культивированию гепатоцитов. В этих работах авторы анализируют "поведение" гепатоцитов в различных средах и на различных носителях (природных и синтетических, обладающих в свою очередь разными физико-химическими свойствами), а также подбору условий, обеспечивающих большие сроки выживаемости гепатоцитов при сохранении ими специфических функций (введение в среду дополнительных факторов, сокультивирование с другими типами клеток, получение агрегатов и сфероидов, культивирование на трехмерных подложках, имитирующих экстрацеллюлярный матрикс, обеспечение селективных преимуществ при трансплантации in vivo).…”

“…Представляют интерес бессывороточные среды, содержащие фактор роста эпидермиса. HGF (hepatic growth factor) и никотинамид, как было показано, поддерживают функцию гепатоцитов и даже индуцируют пролиферацию in vitro [3,[5][6][7][8].…”

“…Эти фенотипические изменения связаны с изменениями в экспрессии генов, сопровождающимися снижением уровня транскрипции соответствующих генов. Эти процессы могут быть определены как начало дедифференцировки гепатоцитов и происходят вследствие ишемическoго/реперфузионного стресса во время их выделения, разрушения нормальной архитектуры ткани, а также адаптации клеток к новым условиям ex vivo [3,4].Большое количество работ [3,[5][6][7][8] посвящено культивированию гепатоцитов. В этих работах авторы анализируют "поведение" гепатоцитов в различных средах и на различных носителях (природных и синтетических, обладающих в свою очередь разными физико-химическими свойствами), а также подбору условий, обеспечивающих большие сроки выживаемости гепатоцитов при сохранении ими специфических функций (введение в среду дополнительных факторов, сокультивирование с другими типами клеток, получение агрегатов и сфероидов, культивирование на трехмерных подложках, имитирующих экстрацеллюлярный матрикс, обеспечение селективных преимуществ при трансплантации in vivo).…”

“…Задачу успешного культивирования гепатоцитов с целью их накопления решают с помощью специальных обогащённых сред, добавляя ростовые факторы, гормоны (инсулин, дексаметазон, глюкагон, EGF (epidermal growth factor) и т.д.) или генетическими манипуляциями [3,[5][6][7][8]. Представляют интерес бессывороточные среды, содержащие фактор роста эпидермиса.…”

Advances in bioartificial liver devices

“…Modifications such as hormonally defined media 55,67 and addition of low concentrations of dimethyl sulfoxide 68 or dexamethasone 69 are known to help stabilize hepatocyte morphology, survival, and liver-specific functions. However, these approaches are inapplicable to BAL designs because of systemic exposure of patients to these specialized and nonphysiologic media components.…”