In der gesamten Magen-Darm-Trakt gibt es spezielle Hormon-produzierenden Zellen, die sogenannten enteroendocrine cells und das, obwohl Sie umfassen nur eine kleine Bevölkerung der gesamten Zellen, Sie sind einer der wichtigsten Moderatoren der Kommunikation zwischen Darm und dem rest des Körpers. Die Untersuchung dieser Zellen ist jedoch schwierig.
„Enteroendocrine cells sind extrem schwierig zu studieren, weil wir einfach nicht haben eine Menge von Zellen,“ sagte co-entsprechenden Autor Dr. Joseph M. Hyser, assistant professor für Virologie und Mikrobiologie und Mitglied der Alkek Center for Metagenomics und Mikrobiom-Forschung und die Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center am Baylor College of Medicine. „Sie stellen weniger als 1 Prozent aller Zellen im Darmepithel.“
„Zur Umgehung dieser Einschränkung haben Forscher verwendeten Krebs-abgeleiteten Zelllinien,“ sagte Dr. Alexandra L. Chang-Graham, co-erste Autor des Papiers, der ein Schüler war in der Medical Scientist Training Program (M. D./Ph. D.) in der Hyser Labor, während Sie an diesem Projekt arbeiten. „Jedoch, obwohl die Krebs-abgeleitete Modelle rekapitulieren einige der Fähigkeiten der enteroendocrine cells, es ist ungewiss, wie viel Sie wirklich fruchtbar zu machen.“
‚Das erhöhen der Lautstärke‘
Suchen, um eine Strategie zu finden, die es Ihnen ermöglichen würde, zu studieren und diese Zellen, Hyser und Chang-Graham zusammengetan, mit anderen Forschern an der Baylor und Texas-Kinderklinik, eine Strategie zu entwickeln, um die Anzahl der Zellen.
Sie arbeitete mit einer Art menschlicher Darm-Epithelzellen Zellkultur-system namens enteroids wird Dr. Mary Estes ‚ s lab an der Baylor zu wachsen und zu studieren norovirus. Diese multi-Zell-Kulturen aus adulten intestinalen Stammzellen von Patienten Gewebe, die enthalten von Natur aus einige enteroendocrine cells.
Erweitern Sie die Bevölkerung von enteroendocrine Zellen, die Forscher baute auf früheren arbeiten zeigen, dass overexpressing Transkriptionsfaktor neurogenin-3-Laufwerke Stammzellen im Darm in immer enteroendocrine cells.
„Wir gentechnisch hergestellte menschliche Darm enteroids Ausdrücken gene neurogenin-3, Doxycyclin induzierbaren von“ Chang-Graham sagte. „Doxycyclin arbeitete wie ein Schalter. Wenn Hinzugefügt, um die unterschiedlichen Kulturen, die es sich auf die Produktion von neurogenin-3, was wiederum der Auslöser für die expression vieler anderer Gene und der Entwicklung des endokrinen enteroid Zellen. Diese Strategie führte zu einer Ausweitung des endokrinen enteroid Zellpopulation von einer um 40 Prozent, während die zahlen von anderen Zelltypen des Epithels weitgehend unverändert blieb.“
Die erweiterte endokrine enteroid Zellpopulation reagiert auf hormonelle und virale stimuli als native endokrinen Zellen im Darm zu tun; Sie sezerniertem serotonin und andere hormonelle und neurotransmitter, Mediatoren, aber jetzt Ihre Werte waren leicht zu entdecken.
Öffnen die Tür zu neuen Forschungsmöglichkeiten
„Jetzt können wir erzeugen mehrere endokrine Zellen, die wir untersuchen, unter die Lupe und Messen Ihre physiologischen Reaktionen,“ Chang-Graham sagte.
„Wir haben ein system entwickelt, das es uns ermöglicht, zu untersuchen, wie die gut kommuniziert mit dem rest des Körpers über geflüsterte Nachrichten,“ Hyser sagte. „Unser system hat ‚erhöht die Lautstärke‘ der chemischen flüstert Unterstützung unserer Untersuchungen zu den Auswirkungen des Darmes auf Gesundheit und Krankheit und der Erprobung von Interventionen zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit. Zum Beispiel, wir können in unserem system zu untersuchen, wie virale Erreger wie Rotaviren regulieren die Antworten dieser endokrinen Darm Populationen und test-Strategien zur Modulation dieser Antworten.“
„Die Entwicklung dieses Modells-system wird es den Forschern erlauben, zu beginnen, die Untersuchung der komplexen Interaktionen zwischen dem mikrobiom und Ernährung mit enteroendocrine cell-Funktion. Da einige der Hormone und Effektor-Moleküle freigesetzt enteroendocrine cells sind bereits Ziele für die Behandlung von Krankheiten wie Typ-2-diabetes und Reizdarmsyndrom, erwarten wir dieses Modell zur Hilfe bei der Identifizierung neuartiger Therapeutika, die zur Behandlung dieser und anderer Erkrankungen,“, sagte co-entsprechenden Autor Dr. Robert Britton, professor für molekulare Virologie und Mikrobiologie und Mitglied der Alkek Center for Metagenomics und Mikrobiom-Forschung und die Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center am Baylor.
„Dieses Projekt war eine aufschlussreiche Erfahrung lernen,“ Chang-Graham sagte. „Als einziger student im Projekt hatte ich die Gelegenheit zum Austausch mit postdocs und principal investigators direkt und lernen, wie kollaborative Wissenschaft funktioniert und wie man zusammen ein Papier wie dieses.“
Dieses Projekt wurde unterstützt durch die National Institutes of Health (Zuschüsse F30 DK112563, U01 CA170930, R01 DK103759, U19 AI116497, R01 AI080656, R03 DK110270 und R01 DK115507), Baylor-College von Medizin Seed-Finanzierung und Fonds de Recherche Santé Québec. Auch dieses Projekt wurde unterstützt im Teil durch die National Institutes of Health PHS gewähren P30 DK056338 für das Texas Medical Center Digestive Diseases Center. Zusätzliche Unterstützung für das Baylor College of Medicine Integrated Microscopy Core wurde von den Nationalen Instituten der Gesundheit (DK56338, CA125123), CPRIT (RP150578, RP170719), Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center und der John S. Dunn Gulf Coast Consortium für Chemische Genomik.