Genetická úprava diferenciaci kmenových buněk tenkého střeva

Z kmenových buněk se vyskytují Čtyři populace buněk tenkého střeva. Použitím různých přístupů se zjistilo, že klíčovou roli v diferenciaci určitých buněčných populací signalizační dráze hraje Notch. Nadměrná exprese Notch doprovázen vymizení pohár, panethova buňka a enteroendokrinních buněk a zároveň zvýšit populaci proliferujících buněk. Notch receptor aktivuje HES-1 a inhibuje faktory Math1 a ngn3, což potvrzuje jeho roli v diferenciaci buněk.

změna Notch signální dráhy tím, že vypne meziproduktů klíčové prvky této reakce je doprovázena hyperplazie pohárkových buněčné proliferace progenitorových buněk. Podobně, použití rozpustných inhibitorů y-sekretázy, které inhibují aktivaci signální dráhy Notch, v kombinaci s nárůstem počtu pohárkových buněk v tenkém střevě. Dále bylo zjištěno, že v rozvojové střeva pod vlivem faktorů dochází Notch Oboustranný pojistný morfogeneze proces, spolu s výrazným snížením počtu progenitorových buněk.

Ve stejné době jako dospělý Tělo Notch faktory vliv na buňky, aniž by to ovlivnilo proces morfogeneze. Založeno roli takové faktory, jako Math1, HES-1 a ngn3, které jsou cíle signalizační dráhy Notch. Vypínání Math1, transkripční faktor, který hraje významnou roli při diferenciaci nervových buněk je doprovázeno zmizení Panethovy buňky a enteroendokrinní pohárkových buněk jsou zachovány pouze limbického nebo sloupovité enterocyty.

To znamená, Mathl To je hlavním faktorem, potřebný pro vytvoření populace sekrečních buněk. Předpokládá se, že Mathl potlačuje expresi jiného transkripčního faktoru - HES-1, která se ztrácí v populaci sekrečních buněk, ale pokračuje být produkován v raných fázích vývoje limbických enterocytů. V laboratorních myší s knockout genu HES jeden vykazovaly zvýšený počet endokrinních buněk ve střevě a ve slinivce břišní. Tato skutečnost ukazuje, že HES-1 je inhibitor populace endokrinních buněk. Progenitorové buňky sekreční populace původně vydán jako Math1 a transkripčního faktoru Gfi1.

Následně, je vytvoření dvou buněčných populací - enteroendokrinní buňky, vyjadřující Gfi1 a ngn3, a buněčné linie, ze které se následně vytvořené Panethovy buňky a pohárkových buněk produkujících Math1 současně blokování produkty Gfi1. Tak, v souladu s moderními koncepty signální dráhy Notch, působící mezi sousedními buňkami zvyšuje expresi Hes faktoru. Na druhé straně, zvýšená faktoru Hes doprovázené potlačení exprese Math1, což vede k transformaci buněk v limbickém enterocytech. V buňkách s nízkou expresí Hes Math1 amplifikovaných produktů, což vede k tvorbě sekreční buněčné populace.

enteroendokrinní buňky charakterizované expresí Gfi1, ale výroba Gfi1 přestává v buněčné populaci, což vede k Panethovy buňky a pohárkových buněk. Faktor HES-1 je také zapotřebí pro tvorbu enteroendokrinních buněk žaludku a slinivky břišní, stejně jako pro tvorbu enteroendokrinních buněk tenkého střeva. Faktor KLF4 je nutná pro tvorbu tlustého střeva pohárkových buněk, ale jeho přítomnost není nutná v procesu vývoje podobného populaci buněk tenkého střeva. Na rozdíl od toho odstranění selektivní ablace populace žaludeční buňky Panethovy buňky v tenkém střevě, nemá žádný vliv na jiné buněčné linie, tenkého střeva.

V nedávno zveřejněné, pozorování zájmu je popis pacienta s těžkou enterokolitida, doprovázen výrazným nedostatkem zavedených panethova buňka, pohár a enteroendokrinních buněk. Toto pozorování má nápadnou podobnost k modelu transgenních myší s delecí faktoru Math1, který také postrádá všechny tyto tři buněčné populace. Molekulární podstata defektu detekovaného u pacienta, nebyla stanovena.

Důsledkem jednotné hypotézy Původ epitelových buněk bylo navrženo, že krypty obsahují přechodné buňky, které nejsou zcela na úsilí v jedné konkrétní buněčné populace. Neyrogenin-3 je pro proces diferenciace střevní endokrinních buněk potřeby. Myši s vyřazovacím ngn3 v zárodečných buňkách nedochází ke vzniku endokrinních buněk slinivky břišní nebo střev, ale přesto vytvoří endokrinní buňky žaludku. V těchto myší vyjádřeno Mathl. To dále ukazuje, že Math1 ovlivňuje ngn3. Vytvořená ngn3 střeva vyrábí v malém počtu buněk se nachází v blízkosti spodní části krypty, která indikuje, že zařízení tohoto faktoru v časných stádiích diferenciace.

Zdá se, ngn3 produkován v kmenových buňkách, nebo jejich potomky - mezilehlých progenitorových buněk.

na Na základě analýzy buněčných populací základě Bylo zjištěno, že progenitorové buňky diferencují na endokrinní, a nemají takovou buněčných linií funkce. Tato skutečnost naznačuje, že ngn3 zpočátku exprimovány v progenitorové buňky, které dosud uzavřely nevratný proces diferenciace do endokrinních buněk.

blok buněčného cyklu úzce spojena s terminální diferenciaci epitelových buněk tlustého střeva, ale mechanismus tohoto procesu zůstává prohlídky. Formulace c-myc řízené signalizace Wnt systém a představuje hlavní faktor při přechodu od proliferace k diferenciaci. Dále bylo zjištěno, že systém z c-myc aktivované prekurzorové buňky střeva. Ve stejné době, delece genu c-myc doprovázeno dočasným inhibici tvorby krypt, ale nemá žádný významný vliv na následné procesy rozvoje. V in vitro studie prokázaly hodnotu dvou inhibitory buněčné proliferace -, p21 a p27, ale jejich selektivní delece fenotyp nebyla doprovázena změnami střeva in vivo. Možná, že je v blízkosti interakcí mnoha faktorů různých rodin, a tento proces je stále předmětem dalšího studia. Vyhledávání mechanismy střevní regulace vývoje je komplikován skutečností, že diferenciace limbických enterocyty a Panethovy buňky mohou být indukované Rac1 faktorem bez blokování proliferace buněk.

V laboratořích, vedená Gordon, studovali expresi genů v progenitorových buněk, izolované za použití laserového skalpelu a kleští. Jako modelové myši laboratorní byly použity, ve kterém se odstraní Panethovy buňky, aby se zvýšil počet možných kompenzačních kmenových buněk. Při pokusu vytvořit geny, které mají nejdůležitější vliv na funkci kmenových buněk, bylo zjištěno velké množství genů, se zvýšenou nebo sníženou expresí. Podobná studie byla provedena s ohledem na žaludeční progenitorových buněk. Ve studii epiteliálních kmenových buněk, jako v tenkém střevě a žaludku zjištěných několik variant molekulární mechanismy a genové exprese vzory.

při porovnávání datové modely expresních vzorů, se sídlem ve studii krvetvorných buněk, nebyly nalezeny žádné společné geny. To může odrážet objektivní potíže, které vznikají při porovnávání výsledků různých studií nebo naznačují, že kmenové buňky v různých tkáních mají individuální jedinečné vlastnosti. Není jasné, zda je sada univerzální „stonku“ nebo genové varianty mají jedinečnou expresi genů specifických pro kmenové buňky v určité tkáni.