Genetická úprava diferenciáciu kmeňových buniek tenkého čreva

Z kmeňových buniek sa vyskytujú Štyri populácie buniek tenkého čreva. Použitím rôznych prístupov sa zistilo, že kľúčovú úlohu v diferenciácii určitých bunkových populácií signalizačné dráhe hrá Notch. Nadmerná expresia Notch sprevádzaný vymiznutiu pohár, panethova bunka a enteroendokrinních buniek a zároveň zvýšiť populáciu proliferujúcich buniek. Notch receptor aktivuje HES-1 a inhibuje faktory Math1 a ngn3, čo potvrdzuje jeho úlohu v diferenciácii buniek.

zmena Notch signálne dráhy tým, že vypne medziproduktov kľúčové prvky tejto reakcie je sprevádzaná hyperplázia pohárikových bunkovej proliferácie progenitorov. Podobne, použitie rozpustných inhibítorov y-sekretázy, ktoré inhibujú aktiváciu signálnej dráhy Notch, v kombinácii s nárastom počtu pohárikových buniek v tenkom čreve. Ďalej bolo zistené, že v rozvojovej čreva pod vplyvom faktorov dochádza Notch Obojstranný poistný morfogeneze proces, spolu s výrazným znížením počtu progenitorov.

V rovnakej dobe ako dospelý Telo Notch faktory vplyv na bunky, bez toho by to ovplyvnilo proces morfogenézy. Založená úlohu také faktory, ako Math1, HES-1 a ngn3, ktoré sú ciele signalizačné dráhy Notch. Vypínanie Math1, transkripčný faktor, ktorý hrá významnú úlohu v diferenciácii nervových buniek je sprevádzané zmiznutie Panethovy bunky a enteroendokrinní pohárikových buniek sú zachované iba limbického alebo stĺpovité enterocyty.

To znamená, Mathl To je hlavným faktorom, potrebné pre vytvorenie populácie sekrečných buniek. Predpokladá sa, že Mathl potláča expresiu iného transkripčného faktora - HES-1, ktorá sa stráca v populácii sekrečných buniek, ale pokračuje byť produkovaný v raných fázach vývoja limbických enterocytov. V laboratórnych myší s knokaut génovými HES-1 bolo zistené, že zvýšenie ako počtu endokrinných buniek v čreve a v pankrease. Táto skutočnosť ukazuje, že HES-1 je inhibítor populácie endokrinných buniek. Progenitorové bunky sekrečnú populácie pôvodne vydaný ako Math1 a transkripčného faktoru Gfi1.

Následne, je vytvorenie dvoch bunkových populácií - enteroendokrinní bunky, vyjadrujúce Gfi1 a ngn3, a bunkové línie, z ktorej sa následne vytvorené Panethovy bunky a pohárikových buniek produkujúcich Math1 súčasne blokovanie produkty Gfi1. Tak, v súlade s modernými konceptmi signálne dráhy Notch, pôsobiace medzi susednými bunkami zvyšuje expresiu Hes faktora. Na druhej strane, zvýšená faktora Hes sprevádzané potlačenie expresie Math1, čo vedie k transformácii buniek v limbickom enterocytoch. V bunkách s nízkou expresiou Hes Math1 amplifikovaných produktov, čo vedie k tvorbe sekrečnú bunkovej populácie.

enteroendokrinní bunky charakterizované expresiou Gfi1, ale výroba Gfi1 zaniká v bunkovej populácii, čo vedie k Panethovy bunky a pohárikových buniek. Faktor HES-1 je tiež potrebné pre tvorbu enteroendokrinních buniek žalúdka a pankreasu, rovnako ako pre tvorbu enteroendokrinních buniek tenkého čreva. Faktor KLF4 je nutná pre tvorbu hrubého čreva pohárikových buniek, ale jeho prítomnosť nie je nutná v procese vývoja podobného populáciu buniek tenkého čreva. Na rozdiel od toho odstránenie selektívna ablácia populácie žalúdočné bunky Panethovy bunky v tenkom čreve, nemá žiadny vplyv na iné bunkové línie, tenkého čreva.

V nedávno zverejnenej, pozorovanie záujmu je popis pacienta s ťažkou enterokolitída, sprevádzaný výrazným nedostatkom zavedených panethova bunka, pohár a enteroendokrinních buniek. Toto pozorovanie má nápadnú podobnosť k modelu transgénnych myší s deléciou faktora Math1, ktorý tiež chýba všetky tieto tri bunkové populácie. Molekulárna podstata defektu detegovaného u pacienta, nebola stanovená.

Dôsledkom jednotnej hypotézy Pôvod epitelových buniek bolo navrhnuté, že krypty obsahujú prechodné bunky, ktoré nie sú úplne na úsilie v jednej konkrétnej bunkovej populácie. Neyrogenin-3 je pre proces diferenciácie črevnej endokrinných buniek potreby. Myši s vyraďovacím ngn3 zárodočných bunkách nedochádza k vzniku endokrinných buniek pankreasu alebo čriev, ale napriek tomu vytvorí endokrinné bunky žalúdka. V týchto myší vyjadrené Mathl. To ďalej ukazuje, že Math1 ovplyvňuje ngn3. Vytvorená ngn3 čreva vyrába v malom počte buniek sa nachádza v blízkosti spodnej časti krypty, ktorá indikuje, že zariadenie tohto faktora v skorých štádiách diferenciácie.

Zdá sa, ngn3 produkovaný v kmeňových buniek alebo ich potomkov - medziľahlých progenitorov.

na Na základe analýzy bunkových populácií základe Bolo zistené, že progenitorové bunky diferencujú na endokrinné, a nemajú takú bunkových línií funkcie. Táto skutočnosť naznačuje, že ngn3 spočiatku exprimované v progenitorové bunky, ktoré doteraz uzavreli nevratný proces diferenciácie do endokrinných buniek.

blok bunkového cyklu úzko spojená s terminálny diferenciáciu epitelových buniek hrubého čreva, ale mechanizmus tohto procesu zostáva prehliadky. Formulácia c-myc riadené signalizácia Wnt systém a predstavuje hlavný faktor pri prechode od proliferácie k diferenciácii. Ďalej bolo zistené, že systém z c-myc aktivovanej prekurzorové bunky čreva. V rovnakej dobe, delécie génu c-myc sprevádzané dočasným inhibíciu tvorby krýpt, ale nemá žiadny významný vplyv na následné procesy rozvoja. V in vitro štúdie preukázali hodnotu dvoch inhibítory bunkovej proliferácie - p21 a p27, ale ich selektívny delécie fenotyp nebola sprevádzaná zmenami v čreve in vivo. Je možné, že existuje úzka interakcia mnohých faktorov rôznych rodín, a proces je predmetom ďalšieho štúdia. Vyhľadávanie mechanizmy črevnej regulácie vývoja je skomplikovaný skutočnosťou, že diferenciácia limbických enterocyty a Panethovy bunky môžu byť indukované Rac1 faktorom bez blokovania proliferácie buniek.

V laboratóriu, na čele Gordon, študovali expresiu génov v progenitorových buniek, izolované použitím laserového skalpelu a klieští. Ako modelové myši laboratórne boli použité, v ktorom sa odstráni Panethovy bunky, aby sa zvýšil počet možných kompenzačných kmeňových buniek. Pri pokuse vytvoriť gény, ktoré majú najvýznamnejší vplyv na funkciu kmeňových buniek, bolo zistené veľké množstvo génov, so zvýšenou alebo zníženou expresiou. Podobná štúdia bola vykonaná vo vzťahu k žalúdočnej progenitorov. V štúdii epiteliálnych kmeňových buniek, ako v tenkom čreve a žalúdku zistilo niekoľko variantov molekulárnych mechanizmov a génovej expresie vzory.

pri porovnávaní dátové modely expresných vzorov, so sídlom v štúdii krvotvorných buniek, neboli nájdené žiadne spoločné gény. To môže odrážať objektívne ťažkosti, ktoré vznikajú pri porovnávaní výsledkov rôznych štúdií alebo naznačujú, že kmeňové bunky v rôznych tkanivách majú individuálne jedinečné vlastnosti. Nie je jasné, či je sada univerzálna "stonky" alebo génové varianty majú jedinečnú expresiu génov špecifických pre kmeňové bunky v určitej tkanive.