Три сигнальных пути совместно управляют развитием клеток печени и поджелудочной железы у эмбриона

Исследование молекулярных сигналов, направляющих развитие ранних клеток эмбриона в разные органы, важно для регенеративной медицины и использования стволовых клеток в терапии. Это может помочь восполнить дефицит тканей поджелудочной железы и печени для трансплантации при диабете I типа и острой печеночной недостаточности.

Ранее изучение развития печени и поджелудочной железы фокусировалось на отдельных сигнальных путях. Новое исследование, опубликованное в Science, показало, как три сигнальных пути — BMP, TGF-beta и FGF — работают одновременно, сходясь, чтобы направить клетки-предшественники к созреванию в конечные клетки печени или поджелудочной железы. Ученые изучили, как эти пути включают гены, определяющие судьбу клеток.

Структура этой сигнальной сети дает представление об основах развития тканей и о том, как этим процессом можно управлять для облегчения регенерации клеток печени и поджелудочной железы из эмбриональных стволовых клеток.

«Меня всегда интересовало, как клетки на ранних стадиях развития принимают "решения" включить одну генетическую программу и исключить другие», — говорит Кеннет С. Зарет, PhD, соавтор исследования.

Работа объясняет, как химические сигналы от соседних клеток эмбриона заставляют клетки-предшественники активировать гены, кодирующие регуляторные белки. Эти белки, в свою очередь, направляют клетки стать клеткой печени или поджелудочной железы.

«В этом исследовании мы картировали сигнальные пути до того, как они связались с генами-мишенями, — объясняет Зарет. — Мы отслеживали эти сигналы еще до того, как клетка проявляла явные признаки дифференцировки. Мы одновременно картировали три сигнальных пути, которые сходятся, чтобы индуцировать клетки печени и поджелудочной железы. Мы начинаем строить сеть общих сигналов, управляющих развитием этих конкретных типов клеток».

Понимание того, как клетка запрограммирована в норме, в перспективе позволит напрямую перепрограммировать другие клетки для терапевтического использования. В ближайшей перспективе команда также планирует генерировать клетки печени и поджелудочной железы для исследований и скрининга лекарств, которые исправляют дефекты или способствуют росту клеток.

Источник: Медицинская школа Университета Пенсильвании