Исследователи из Стокгольмского университета открыли новый механизм регуляции стволовых клеток в кишечнике плодовых мушек. Кроме того, было обнаружено, что определенный белок может замедлять рост опухолей в тканях кишечника. Лучшее понимание этих механизмов может научить нас больше узнать о том, как возникают заболевания в кишечнике человека, а также внести вклад в разработку новых лекарств для их лечения. Результаты публикуются в научном журнале Stem Cell Reports.
В здоровом кишечнике слизистая оболочка кишечника непрерывно регенерируется из незрелых клеток, так называемых стволовых клеток. Пролиферацию клеток необходимо регулировать, чтобы она происходила с той же скоростью, что и удаление старых, поврежденных клеток. Слишком быстрое разрастание стволовых клеток может вызвать опухоль, а слишком медленное разрастание может привести к тому, что стенки кишечника не будут нормально регенерировать, что приведет к воспалению.
Изучая регенерацию кишечника у плодовых мушек, исследователи обнаружили новый механизм, используемый клетками кишечника, чтобы определить, должны ли они продолжать делиться или вместо этого созревать и развиваться в специализированные клетки с определенными функциями. Кишечник плодовой мушки во многом похож на кишечник человека и поэтому часто используется в исследованиях для изучения того, как регулируются стволовые клетки и как образуются опухоли.
Исследователи обнаружили, что ген у плодовой мушки под названием Nubbin создает два варианта белка, Nub-PB и Nub-PD, которые оказывают противоположное влияние на формирование и зрелость стволовых клеток. В нормальном здоровом кишечнике эти два белка сбалансированы и дополняют друг друга. Когда Nub-PB больше по сравнению с Nub-PD, клетки созревают быстрее. Когда исследователи вместо этого увеличили уровень Nub-PD по сравнению с Nub-PB, были сформированы новые стволовые клетки, а при полном отсутствии Nub-PB эти клетки не смогли созреть и образовались опухоли.
"Можно сравнить это с Инь и Ян, двумя крайностями китайской философии, которые противодействуют друг другу и вместе создают баланс," говорит Илва Энгстрём, профессор кафедры молекулярной биологии Стокгольмского университета, ответственный за исследование.
Белок может замедлить рост опухоли
Кроме того, было обнаружено, что Nub-PB может замедлять рост опухолей в кишечнике плодовой мушки. Исследователи создали опухоли с помощью генетических манипуляций, но когда они одновременно увеличили количество Nub-PB в клетках кишечника, опухоли не образовались. Таким образом, Nub-PB является так называемым "подавитель опухолей."
Близкородственный белок также присутствует в организме человека; он называется Oct1 и, в свою очередь, тесно связан с Oct4. Было доказано, что Oct1 имеет много связей с опухолевыми заболеваниями у людей, и похоже, что Oct1 часто мутирует в таких случаях. Oct4 – это хорошо изученный фактор стволовых клеток, который позволяет клеткам человека делиться и функционировать так же, как стволовые клетки.
"Нарушение баланса между этими регуляторами может иметь очень серьезные последствия и приводить к воспалениям, инфекциям и опухолям," говорит Илва Энгстрём.
В конечном итоге лучшее понимание этих механизмов может научить нас больше узнать о том, как возникают кишечные заболевания, а также внести вклад в разработку новых лекарств для их предотвращения и лечения.