Как формируется стволовая клетка кишечника
Исследователи обнаружили фактор, который отличает стволовую клетку в кишечнике от любой другой клетки. Это открытие, о котором сообщается в выпуске журнала Cell от 6 марта, является важным шагом к пониманию биологии стволовых клеток, ответственных за обновление всех других клеток в самой быстро обновляющейся ткани млекопитающих. По словам исследователей, оно также может иметь значение для рака толстой кишки.
В отчёте представлены доказательства того, что фактор транскрипции под названием Achaete scute-like 2 (Ascl2) включает программу стволовых клеток в клетках кишечника. Факторы транскрипции — это гены, контролирующие другие гены.
«Этот фактор транскрипции заставляет эти стволовые клетки работать», — сказал Ханс Клеверс из Института Хубрехта KNAW и Медицинского центра Университета Утрехта (Нидерланды). — «Он активирует небольшую программу генов, необходимых для стволовых клеток кишечника». Другими словами, если ген Ascl2 включается, любая делящаяся клетка в кишечнике превращается в стволовую клетку, способную производить любой другой тип клеток в этой ткани.
Слизистая оболочка кишечника состоит из выступов, известных как ворсинки, и углублений, называемых криптами. Крипты содержат стволовые клетки и так называемые клетки Панета, которые служат для защиты этих стволовых клеток.
Стволовые клетки кишечника довольно уникальны среди взрослых стволовых клеток, сказал Клеверс. В большинстве тканей тела стволовые клетки делятся редко — возможно, раз в месяц. Это не относится к быстро делящимся стволовым клеткам кишечника.
«Всю свою жизнь стволовые клетки кишечника ежедневно производят ткань», — сказал он. Это потому, что примерно каждые пять дней слизистая оболочка кишечника полностью обновляется, остаются постоянными только стволовые клетки и их защитники — клетки Панета. Стволовые клетки производят впечатляющие 200–300 граммов новых клеток каждый день, добавил Клеверс.
«Это огромное наращивание ткани. Эти стволовые клетки ответственны за это».
Хотя в научном сообществе были споры о природе стволовых клеток кишечника, команда Клеверса ранее показала, что крошечные клетки, перемешанные с клетками Панета в кишечнике, действительно обладают характеристиками стволовых клеток. Каждое дно крипты содержит около шести таких клеток, которые ежедневно делятся, чтобы производить все другие типы клеток в слизистой оболочке кишечника мышей на протяжении всей их жизни. Эти клетки определяются экспрессией гена под названием Lgr5.
В новом исследовании учёные хотели глубже изучить гены, которые отличают стволовые клетки Lgr5 от других клеток кишечника. Исследовав около 200 генов, они остановились на нескольких, которые различались между стволовыми клетками и всеми другими клетками. Из них, по словам Клеверса, Ascl2 был единственным фактором транскрипции — классом генов, которые обычно важны для определения судьбы клеток.
Когда они индуцировали активность фактора транскрипции Ascl2 по всей слизистой оболочке кишечника мышей, это вызвало чрезмерный рост крипт и развитие дополнительных крипт на поверхности ворсинок. В кишечнике взрослых мышей, лишённых Ascl2, стволовые клетки Lgr5 исчезли в течение нескольких дней. В совокупности эти находки привели исследователей к выводу, что Ascl2 является ключом к судьбе стволовой клетки кишечника.
Хотя он сказал, что результаты могут не иметь немедленного практического применения, они всё же могут дать некоторое представление о раковых стволовых клетках, которые порождают другие клетки рака толстой кишки.
«В опухолях рака толстой кишки существует очень ограниченное количество клеток, которые экспрессируют этот фактор транскрипции», — сказал Клеверс. — «Вероятно, тот же ген превращает раковые клетки в раковые стволовые клетки».
Источник: Cell Press