Внимание: Тази страница е превод на тази страница първоначално на английски. Моля, обърнете внимание, тъй като преводите се генерират от машини, не че всички преводи ще бъдат перфектни. Този уебсайт и неговите страници са предназначени за четене на английски език. Всички преводи на този уебсайт и неговите уеб страници могат да бъдат неточни и неточни изцяло или частично. Този превод е предоставен за удобство.

клетките

Изследователи от Hubrecht Institute и University of Utrecht са направили задълбочен преглед на клетките, произвеждащи човешки чревни хормони, в голямо сътрудничество с други изследователски екипи. Резултатите са представени в клетката на научното списание на 13 май. Тези клетки са трудни за изследване, тъй като са много редки и уникални за различните видове животни. Изследователите разработиха обширен набор от инструменти за изследване на клетки, произвеждащи човешки хормони в малки версии на червата, отглеждани в лаборатория, наречени органоиди. Тези инструменти им позволиха да разкрият тайни на човешките черва, като например кои потенциални хормони могат да бъдат направени от червата и как се задейства секрецията на тези хормони. Тези открития предлагат потенциални нови възможности за лечение на заболявания като диабет тип 2 и затлъстяване.

Чудили ли сте се някога откъде идва това чувство на внезапен глад, когато празният ви стомах шуми? Хилядите клетки, произвеждащи хормони, или ентероендокринни клетки, разпръснати из стомаха и червата ви току-що са освободили милиони малки везикули, пълни с хормона на глада грелин в кръвта ви.

Чревни хормони

Хормони като грелин действат като основен метод за комуникация и координация на червата с други органи като панкреаса и мозъка. В отговор на хранителните компоненти и бактериите в червата, различни видове ентероендокринни клетки произвеждат различни хормони. Тези хормони могат да предизвикат глад или ситост, да координират движението на чревните мускули и да стимулират възстановяването на защитния клетъчен слой на червата.

Друг ефект от тези хормони може да бъде увеличаването на отделянето на инсулин от панкреаса, което е особено интересно при пациенти с диабет тип II. Тези пациенти не са в състояние да произвеждат достатъчно инсулин, за да стабилизират нивата си на глюкоза сами. Едно от най-успешните лечения за диабет тип 2 всъщност се основава на хормон от червата, наречен GLP1. С това лечение някои пациенти са в състояние да контролират кръвната си глюкоза без нужда от инжекции с инсулин.

Предизвикателство за чревния хормон

Ентероендокринните клетки включват само около 1% от лигавицата на червата. За да се усложни допълнително, повече от 20 различни хормона се произвеждат от поне 5 подтипа на тези ентероендокринни клетки, някои от които са дори по-редки. Това би означавало, че ще трябва да разгледате повече от 1000 клетки, за да намерите ентероендокринна клетка, която произвежда специфичен хормон. Това прави много трудно да се проучи как точно тези клетки реагират на храната в червата.

Повечето от нашите знания за ентероендокринните клетки са получени от проучвания върху мишки. Въпреки това, мишките имат различна диета и следователно е вероятно да открият други сигнали от храната си. Разликите са толкова поразителни, че аналозите на някои човешки чревни хормони дори не съществуват при мишките.

Кутия с инструменти за човешки чревни хормони

Хората в изследователската група на Ханс Клийвърс в Института „Хюбрехт“ преодоляха тези проблеми, рядкостта на ентероендокринните клетки и разликите между мишките и хората по творчески начин. Те са използвали чревни органоиди, малки черва, които могат да растат в лабораторията от човешки стволови клетки и са увеличили активността на ген, наречен неврогенин-3. Това драстично увеличи броя на ентероендокринните клетки в тези мини-черва, като същевременно генерира всички различни подтипове на тези клетки.

За да проучат всички специфични видове ентероендокринни клетки, изследователите са използвали друг трик, който наскоро беше разработен в групата на Ханс Клийвърс. Clevers: „В нашата лаборатория оптимизирахме генното инженерство на органоидите. Следователно успяхме да маркираме хормоните, които се произвеждат от ентероендокринните клетки в различни цветове и да създадем биобанка от мини-черва, наречена ЕИО-Tag biobank, в която различните хормони са маркирани с различни цветове. " Когато ентероендокринната клетка започне да произвежда хормон-маркер, тази клетка ще се появи в съответния цвят. Изследователите могат да използват биобанката с етикет на ЕИО, за да изследват десет важни хормона и различни комбинации от тези хормони в рамките на едни и същи органоиди.

Маркирането на всички важни чревни хормони с цветове ми позволява селективно да събирам всяка подгрупа от ентероендокринни клетки и да изследвам дори най-редките ентероендокринни типове клетки. Комбинирането на биобанката с етикет на ЕИО с други авангардни техники ни позволи да придобием дълбока представа за биологията на производството на хормони в червата на човека. "

Joep Beumer, Институт Hubrecht

Нови молекули

За първи път изследователите описаха всички гени, които са активни в различните видове човешки ентероендокринни клетки, използвайки техника, наречена едноклетъчно секвениране. Въз основа на тези данни те създадоха атлас с най-дълбоки прозрения до момента за различните подтипове човешки ентероендокринни клетки. Атласът разкрива активността на гените, въртящи се около функцията на ентероендокринните клетки, които не са били описани преди. Например бяха определени нови рецептори, които тези клетки могат да използват за откриване на храна и за освобождаване на хормоните си. Други открития включват потенциални хормони, които никога преди не са се определяли в червата.

„С ЕИО-Tag biobank можем да измерим стотици клетки за всеки подтип на ентероендокринната клетка. Полученият атлас е златна мина, пълна с очарователни връзки между хормони, рецептори и други гени, използвани от добре дефинирани подмножества на ентероендокринните клетки, което отваря много нови насоки за бъдещи изследвания ", казва Йенс Пушхоф (Институт на Hubrecht).

Ключовата характеристика на ентероендокринните клетки е активните хормони, които те секретират. За да измерват директно тези хормони, изследователите си сътрудничат с групата на Wei Wu от университета в Утрехт. Изследователите от тази група са специалисти по масспектрометрия, много чувствителен метод за определяне на различни молекули. В колекцията от молекули, произведени от мини-червата, те откриват много нови молекули, за които е неизвестно, че ги секретират в червата. Тези нови молекули могат да имат функции в телата ни в реакция на храна, които досега са неизвестни. Това откритие подчертава ограничените ни познания за хормоните, произведени в червата ни, и ще вдъхнови по-подробни изследвания за функциите на тези молекули.

Wei Wu (Университет в Утрехт): „Чревните секрети съдържат смес от хормони, които могат да бъдат активни или неактивни. За първи път ние характеризираме това разнообразие в човешките мини-черва, за да разкрием също дали тези хормони се преработват в активни функционални части. Активирането на хормона не се определя от гените, а по-скоро от обработката на хормоните тогава. Следователно това може също да намеква за вълнуващ начин на намеса за широкоспектърни приложения, като контролиране на глада или лечение на диабет. "

Екрани с голям мащаб

С всички тези данни и инструменти под ръка, изследователите вече могат да правят мащабни екрани, за да проучат кои молекули в храната ни се откриват от кои видове ентероендокринни клетки, как ентероендокринните клетки всъщност откриват тези молекули и кои хормони се произвеждат в реакция. Clevers: "Комбинираната способност за създаване на голям брой от всички човешки ентероендокринни клетки и проследяване на подтипове, използващи флуоресцентни цветове в органоидите, позволява екрани за лекарствени цели, които могат да използват терапевтичния потенциал на ентероендокринните клетки". Тази работа проправя пътя за по-нататъшно изследване на най-големия хормон-произвеждащ орган в тялото ни и в крайна сметка може да доведе до лечение на хора, засегнати от затлъстяване и диабет.