Количество стволовых клеток в кишечнике зависит от их способности перемещаться

Международная группа исследователей наблюдала с помощью интравитальной микроскопии за движением стволовых клеток в кишечнике мышей. Оказалось, что в тонком кишечнике такие клетки, пассивно вытесненные вверх и утратившие свои функции, умеют возвращаться и восстанавливать их. Клетки в толстом кишечнике к этому не способны. Ученые выяснили, что обеспечивает движение клеток гликопротеин Wnt.

Изображение:

Стволовые клетки делятся на дне кишечных крипт. Некоторые клетки вытесняются вверх, к вершине ворсинок, и перестают быть эффективными.

Credit: 
© Shutterstock

Эпителиальный слой, выстилающий кишечник изнутри, постоянно обновляется за счет пула стволовых клеток (СК) в основании крипт – углублений между ворсинками. Было неизвестно, есть ли различия в числе и динамике стволовых клеток в разных отделах кишечника.

Международный коллектив, возглавляемый учеными из Нидерландов и Австрии, проследил судьбу стволовых клеток, экспрессирующих Lgr5, и их клонов в тонком и толстом кишечнике мышей с помощью интравитальной микроскопии. Этот метод исследователи сочетали с моделированием кишечного эпителия, в котором учли движение клеток от основания крипты и обратно.

Отслеживание классического для СК маркера Lgr5 показало примерно равное число клеток в тонком и толстом кишечнике. Однако интравитальная микроскопия помогла увидеть, что крипты тонкого кишечника содержат в два раза больше эффективных стволовых клеток (ЭСК), чем крипты толстого. Под ЭСК авторы подразумевали клетки, которые обладают потенциалом для образования клонов, сохранных в течение длительного срока.

Оказалось, что клетки, расположенные вдали от основания крипты, пассивно вытесняются к вершинам ворсинок, где, как правило, утрачивают свойства ЭСК. Однако клетки тонкого кишечника могут их восстанавливать благодаря возвращению к основанию крипт, т.е. ретроградному клеточному движению. Для СК толстого кишечника такие перемещения, напроти не характерны, хотя молекулярная структура клеток толстого кишечника могла обеспечить способность клеток к самообновлению.

В экспериментах ex vivo ученые идентифицировали фактор, направляющий ретроградное движение СК тонкого кишечника. Им стали гликопротеины Wnt, продуцируемые клетками Панета. В толстом кишечнике подобных клеток нет. Более того, подавление секреции Wnt посредством инигибитора LGK974 связано с нарушением миграции клеток и сокращением числа ЭСК, но на пролиферацию клеток не влияло.

Таким образом, ученые показали, что количество активных стволовых клеток в кишечнике определяется их способностью возвращаться к основанию крипт, направляемой сигналами Wnt. По мнению авторов, полученные результаты открывают новые пути для регуляции пула стволовых клеток, в том числе, и в медицинских целях.

Источник

Azkanaz M. et al. Retrograde movements determine effective stem cell numbers in the intestine // Nature, 2022, published 13 July 2022. DOI: 10.1038/s41586-022-04962-0

Добавить в избранное

Вам будет интересно