Ученые выяснили, как кишечник заменяет и восстанавливает сам себя

Чтобы служить надежным барьером против патогенов и всасывать необходимые питательные вещества, слизистая оболочка кишечника должна ежедневно восстанавливать себя, чтобы оставаться в рабочем состоянии. Стволовые клетки кишечника отвечают за удовлетворение этой потребности в постоянном восстановлении и пополнении, но каждая стволовая клетка принимает решения, которые зависят от общего состояния кишечника и потребностей на данный момент. Неправильные решения и плохая координация могут привести к заболеваниям кишечника или раку.

Новое исследование предполагает, что стволовые клетки способны интегрировать сигналы из окружающей среды и координировать свое поведение в тканях через сети сосудов, расположенных в непосредственной близости.

Исследователи из Рокфеллера обнаружили, что лимфатические капилляры — тонкие сосуды, которые транспортируют иммунные клетки и выводят жидкости из тканей — являются сигнальным центром, который связывается со стволовыми клетками и регулирует их активность. Под молекулярным руководством лимфатических узлов стволовые клетки производят дочерние клетки для заселения слизистой оболочки кишечника или самообновляются для пополнения запасов стволовых клеток.

Результаты, опубликованные в журнале Cell Stem Cell, дают новое представление о первичных компонентах кишечника, нарушение связи между которыми может способствовать развитию кишечных расстройств, таких как воспалительные заболевания кишечника.

«Ключом к лечению этих заболеваний будет выяснение того, кто с кем разговаривает в этой экосистеме, и как мы можем перезагрузить коммуникационные сети», — делится Рейчел Ниц, клинический исследователь в лаборатории Элейн Фукс.

Стволовые клетки кишечника находятся в так называемых криптах, расположенных у основания плотно упакованных углублений в слизистой оболочке кишечника. Они могут обновляться и оставаться в криптах или дифференцироваться в специализированные клетки, которые затем мигрируют из крипт для пополнения слизистой оболочки кишечника.

«Чтобы понять, как стволовые клетки балансируют между самообновлением и дифференцировкой, нам нужна была более полная картина ниш крипт», — рассказывает Марина Шернтханнер, аспирант из лаборатории Фукса.

Чтобы расширить крипту, команда использовала комплекс методов, включая одноклеточную и пространственную транскриптомику, что позволило им определить типы клеток в конкретных местах и изучить их сигнальные молекулы. Результаты показали, что лимфатические капилляры, которые образуют тесную связь со стволовыми клетками в крипте, производят ряд белков, известных как важные для функции стволовых клеток.

Один из ранее недооцененных белков, RILIN, оказался лучшим кандидатом на роль посредника в обмене информацией между лимфатическими сосудами и стволовыми клетками. Манипулируя количеством RILIN в выращенных в лаборатории культурах кишечных органоидов в одних экспериментах и генетически подавляя его у мышей в других, исследователи обнаружили, что RILIN напрямую контролирует регенеративное поведение кишечных стволовых клеток.

Участие лимфатической системы в функционировании стволовых клеток — относительно новая концепция. Предыдущие исследования группы Фукса показали, что лимфатические сосуды также тесно связаны со стволовыми клетками кожи и играют ключевую роль в регенерации волос. Однако в данном случае именно стволовые клетки волосяного фолликула подают сигнал лимфатическим капиллярам. Контролируя свое взаимодействие с лимфой, стволовые клетки синхронизируют регенерацию волос по всей ткани.

«Это говорит о том, что лимфатические узлы могут быть консервативной характеристикой ниш стволовых клеток, но их связь со стволовыми клетками, вероятно, адаптирована к потребностям каждой ткани», — подчеркнули ученые.

Эксклюзивный перевод*

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые определили диету, замедляющую старение мозга

264 Эксперимент позволил определить, какие питательные вещества замедляют снижение когнитивных способностей, и оказалось, что этот …