Трехклеточные контакты регулируют поведение стволовых клеток кишечника в процессе поддержания гомеостаза

Разработчики

Мартин Резник-Докампо, Кристофер Р. Келер, Дэвид В. Уокер, Д. Линн Джонс и др.

Описание технологии

В любых таксонах старение приводит к потере тканевого гомеостаза. В частности, в кишечнике дрозофилы старение коррелирует с увеличением пролиферации стволовых клеток кишечника, блокированием терминальной дифференцировки клеток-предшественников, активацией путей воспаления и повышенной проницаемостью кишечника. Тем не менее, причинно-следственные связи между этими фенотипами остаются неясными.

Авторы данного исследования показали, что старение приводит к изменению локализации и экспрессии белков соединительных контактов в задней кишке дрозофилы, которое особенно выражено в межклеточных контактах дифференцированных энтероцитов, образованных между тремя клетками (трехклеточных контактах). Значительная потеря белка трехклеточных контактов глиотактина в энтероцитах приводит к увеличению пролиферации стволовых клеток кишечника и блокированию дифференцировки в кишечнике молодых мух, показывая тем самым, что нарушения функции трехклеточных контактов достаточно для того, чтобы неавтономным образом изменить поведение стволовых клеток кишечника. В свою очередь, блокирования сигнального пути N-концевой киназы Jun достаточно для подавления изменения в поведении стволовых клеток кишечника, но оно не оказывает никакого влияния на потерю барьерной функции кишечника в следствие истощения гликотактина.

Это исследование показывает ключевую связь между трехклеточными контактами, поведением стволовых клеток и кишечным гомеостазом и дает представление о причинах возникновения возрастных и желудочно-кишечных заболеваний. Таким образом, исследование специфической функции трехклеточных контактов, локализации и экспрессии белков в этих межклеточных контактах может служить как технология, помогающая выявить связанные с возрастом и дегенеративные заболевания.

Практическое применение

Изучение возрастного ремоделирования эпителиальных межклеточных контактов, являясь ядром этой технологии, может выявлять возрастные изменения в поведении стволовых клеток. Кроме того, оно может служить в качестве диагностического метода, поскольку ремоделирование эпителиальных межклеточных контактов может быть ведущим фактором множества кишечных заболеваний, в том числе рака толстой кишки.

Кроме того, если возрастные изменения в трехклеточных контактах также происходят в тканях, в которых имеет место низкий или нулевой оборот клеток, то потеря барьерной функции может стать существенным фактором возрастных или дегенеративных заболеваний в таких тканях, как ткани нервной системы, уха или почки. Таким образом, указанные изменения могут быть использованы для диагностики и изучения этих заболеваний.

Лаборатории

• Department of Molecular, Cell, and Developmental Biology, University of California, Los Angeles (USA)
• Department of Integrative Biology and Physiology, University of California, Los Angeles (USA)
• Molecular Biology Institute, University of California, Los Angeles (USA)
• Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research, University of California, Los Angeles (USA)

Ссылки

Публикации

• Resnik-Docampo, M. et al. «Tricellular junctions regulate intestinal stem cell behaviour to maintain homeostasis." 19 Nature Cell Biology, (2017): 52–59.
• Jones, D. L. & Rando, T. A. «Emerging models and paradigms for stem cell ageing." 13 Nat. Cell Biol. (2011): 506–512.
• Rera, M., Clark, R. I. & Walker, D. W. «Intestinal barrier dysfunction links metabolic and inflammatory markers of aging to death in Drosophila." 109 Proc. Natl Acad. Sci. USA, (2012): 21528–21533.