Чтобы действовать как надежный барьер против патогенов, а также поглощать необходимые питательные вещества, слизистая оболочка кишечника должна ежедневно регенерировать, чтобы оставаться на высоте задачи. Резидентные стволовые клетки кишечника отвечают за удовлетворение этой потребности в постоянном восстановлении и пополнении, но каждая стволовая клетка сталкивается с решениями, которые зависят от общего состояния кишечника и текущих потребностей. Плохие решения и плохая координация могут привести к кишечным заболеваниям или раку.
Новое исследование предполагает, что стволовые клетки способны интегрировать сигналы из своего окружения и координировать свое поведение в тканях через сеть сосудов в непосредственной близости от них.
Ученые Рокфеллера обнаружили, что лимфатические капилляры — тонкие сосуды, которые транспортируют иммунные клетки и выводят жидкости из тканей — представляют собой сигнальный узел, который связывается со стволовыми клетками для регулирования их активности. Под молекулярным руководством лимфатических сосудов стволовые клетки производят дочерние клетки для повторного заселения слизистой оболочки кишечника или самообновления для пополнения резерва стволовых клеток.
Выводы, опубликованные в журнале Клеточная стволовая клетка, обеспечивают новое понимание первичных кишечных компонентов, нарушенная связь которых может способствовать кишечным расстройствам, таким как воспалительное заболевание кишечника. «Ключом к лечению этих заболеваний будет выяснить, кто с кем разговаривает в этой экосистеме, и как мы можем перезагрузить сети связи», — говорит Рэйчел Ниек, клиницист из лаборатории Элейн Фукс.
Коммуникации в склепе
Стволовые клетки кишечника располагаются в так называемых криптах, расположенных у основания плотно расположенных углублений в слизистой оболочке кишечника. Стволовые клетки могут обновляться и оставаться в крипте или дифференцироваться в специализированные клетки, которые затем мигрируют из крипты, чтобы пополнить слизистую оболочку кишечника. «Чтобы понять, как стволовые клетки уравновешивают самообновление и дифференцировку, нам нужна была более полная картина ниш крипт», — говорит Марина Шернтаннер, аспирант лаборатории Фукса.
Чтобы увеличить крипту, команда использовала набор методов, включая одноклеточную и пространственную транскриптомику, что позволило им идентифицировать типы клеток в определенных местах и изучить их сигнальные молекулы. Результаты показали, что лимфатические капилляры, образующие тесную связь со стволовыми клетками в крипте, продуцируют ряд белков, которые, как известно, важны для функционирования стволовых клеток.
Один ранее недооцененный белок, REELIN, стал главным кандидатом на роль посредника в коммуникации между лимфатическими и стволовыми клетками. Управляя количеством REELIN в выращенных в лаборатории культурах кишечных органоидов в одних экспериментах и генетически подавляя его у мышей в других, исследователи обнаружили, что REELIN напрямую регулирует регенеративное поведение кишечных стволовых клеток.
Участие лимфатической системы в функционировании стволовых клеток является относительно новой концепцией. Предыдущее исследование, проведенное командой Фукса, показало, что лимфатические сосуды также тесно связаны со стволовыми клетками кожи и играют ключевую роль в регенерации волос. Однако там именно стволовые клетки волосяных фолликулов передают сигналы лимфатическим капиллярам. Контролируя свое взаимодействие с лимфатическими сосудами, стволовые клетки синхронизируют регенерацию волос по всей ткани. «Это говорит о том, что лимфатические сосуды могут быть консервативной особенностью ниш стволовых клеток, но их отношение к стволовым клеткам, вероятно, зависит от потребностей каждой ткани», — говорит Ниек.
Источник истории:
Материалы предоставлено Рокфеллеровский университет. Примечание. Содержимое может быть изменено по стилю и длине.
