Человеческий кишечник может повторить фокус Бенджамина Баттона

Большинство клеток живут вполне обычной жизнью: они рождаются, растут, стареют и умирают.

Но Бенджамин Баттон из клеточного мира может обратить процесс старения вспять — в определенных условиях. Исследователи из Японии определили физический сигнал, который запускает эти изменения в клетках человеческого кишечника.

В исследовании, опубликованном в журнале Inflammation and Regeneration, ученые из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) показали, что накопление толстого слоя внеклеточного материала под названием коллаген в местах травм в кишечнике стимулирует клеточное перепрограммирование.

При повреждении кишечника возникает воспалительная реакция, которая часто связана с регенерацией поврежденных тканей. Этот процесс включает в себя преобразование некоторых зрелых клеток кишечника обратно в эмбрионоподобные клетки, которые затем могут формировать новую здоровую ткань для восстановления поврежденного участка.

Ранее мы показали, что отложение коллагена в месте повреждения кишечника способствует преобразованию эпителиальных клеток, выстилающих края раны, в эмбрионоподобные прогениторы у мышей, — говорит ведущий автор исследования Сакурако Кобаяси.

Однако подробный механизм, с помощью которого это происходит, и происходит ли то же самое у людей, оставалось неясным.

Чтобы изучить эти вопросы, исследователи создали из клеток кишечника мыши и человека коллагеновые сферы — крошечные шарики эпителиальных клеток, выращенных в очищенном коллагене. Затем они оценили экспрессию генов в этих сферах, чтобы выяснить механизмы перепрограммирования, связанного с воспалением.

Результаты показали, что клеточные культуры в коллагене запустили экспрессию как генов, связанных с воспалением, так и эмбрионоподобных генов в кишечных клетках человека и мыши, — объясняет Широ Юи, старший автор.

Важно отметить, что репрезентативные гены, которые активировались в коллагеновых сферах человека, также высоко экспрессировались в образцах тканей, взятых из воспаленных участков кишечника у пациентов с язвенным колитом.

В совокупности наши результаты показывают, что коллаген оказывает значительное влияние на воспаление и клеточное перепрограммирование как у мышей, так и у людей, — говорит Кобаяси.

Некоторые из генов, которые были экспрессированы в коллагеновых сферах, также сверхэкспрессируются при таких заболеваниях, как колоректальный рак. А потому есть вероятность, что существует связь между регенеративным каскадом и колоректальным канцерогенезом. Таким образом, изучение механизмов преобразования клеточной судьбы с помощью этой модели может улучшить наше понимание не только того, как на воспаление влияет внеклеточная среда, но и того, как в кишечнике развиваются другие патологические процессы.

07.01.2023