Tijelo želuca, glavna komponenta slezene i želuca, sastoji se od stanica stijenke, glavnih stanica, ćelija kripte i ćelija vrata, svaka od ovih specijaliziranih epitelnih stanica igra važnu ulogu u probavnom procesu tijela i može se stalno obnavljati nove ćelije nastale diferencijacijom matičnih ćelija. Defekti u ovom procesu često dovode do razvoja želučanih bolesti kao što su intestinalna metaplazija i rak želuca, ali molekularni mehanizmi koji stoje iza obnove i diferencijacije matičnih stanica, kao i oni koji stoje iza održavanja želučane homeostaze, trenutno su nepoznati istraživačima.
Da bi se premostio ovaj jaz, rad objavljen u međunarodnom časopisu Nature Communications, pod naslovom "Transkriptomika jedne ćelije otkriva EGFR signalizirajući gastrični progenitor U nedavnoj studiji objavljenoj u međunarodnom časopisu Nature Communications, pod naslovom "Transkriptomika jedne ćelije otkriva EGFR signalizaciju- posredovana diferencijacija gastričnih progenitornih ćelija u homeostazi želuca", naučnici sa Nara instituta za nauku i tehnologiju u Japanu i drugih institucija identifikovali su dva specifična signalna puta koja mogu igrati ključnu ulogu u regulaciji diferencijacije matičnih ćelija.
Da bismo riješili ovaj problem, koristili smo najprecizniju tehnologiju sekvenciranja jednoćelijske RNK, nazvanu Quartz-Seq2, koju je razvio Japanski istraživački institut za fizičke i kemijske nauke, kao i in vitro testove želuca na stanicama izoliranim iz želučanih žlijezda i in vivo testiranja pomoću mišjeg modela", rekao je istraživač Takada. Izvođenjem in vivo eksperimenata, ovaj kombinatorni pristup omogućio je istraživačima da mapiraju dinamičke promjene u ekspresiji gena u diferencijaciji matičnih ćelija u ćelije kripte, ćelije vrata i loze ćelija murala, te da identificirati specifične signalne puteve koji reguliraju diferencijaciju ćelija kripte.
Slika iz: Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39113-0
Koristeći pseudo vremenski zavisnu genetsku analizu, koja pruža informacije o ekspresiji gena u različitim fazama diferencijacije ćelija, kao i in vivo i in vitro eksperimentima, istraživači su zatim identifikovali da transformišući faktor rasta alfa-epidermalni faktor rasta receptor-ekstracelularni signal- signalni put regulirane kinaze (TGFɑ-EGFR-ERK) je možda prvenstveno odgovoran za diferencijaciju matičnih stanica u stanice kripte koje luče sluz. Istraživači su također primijetili da kada je EGFR bio farmakološki inhibiran, proizvodilo se manje ćelija kripte, što sugerira da bi ovaj put mogao biti neophodan za diferencijaciju želučanih matičnih stanica u ćelije kripte u organizmu miša; osim toga, istraživači su identificirali članove superfamilije liganda faktora tumorske nekroze: pojačivač lakog lanca nuklearnog faktora 12 kapa aktiviranih leukocita (TNFSF12- NF-κB) signalnog puta, i primijetili da može pomoći u održavanju epitelnih stanica želuca u njihovom nediferenciranom stanju.
Istraživači su znali da je EGFR signalizacija često zamršeno povezana s karcinogenezom želuca i da višestruki EGF receptori imaju tendenciju da budu pretjerano eksprimirani u više vrsta karcinoma, međutim, na iznenađenje istraživača, izvođenjem analize jedne ćelije otkrili su da EGFR signalizacija ima pro-diferencijaciju. ulogu u zdravoj gastričnoj homeostazi, a ne mitogenu ulogu. Ova studija je prvi korak u naučnim istraživanjima kako bi se razumjeli mehanizmi koji stoje iza održavanja ćelijske homeostaze u zdravom želucu. Istraživači su ohrabreni činjenicom da su sada pokazali da TGF -EGFR-ERK i NFSF12-NF-κB formiraju mikroregulatorni okvir za epitelnu homeostazu u zdravom želucu, što može pružiti osnovu za proučavanje molekularni mehanizmi koji su u osnovi razvoja drugih želučanih bolesti ljudi.
Ukratko, iako se smatra da aktiviranje EGFR signalizacije u želučanim progenitor ćelijama djeluje kao glavni induktor želučane karcinogeneze, EGFR signalizacija također može obavljati funkciju prodiferencijacije u normalnoj želučanoj homeostazi, a ne mitogenu funkciju.
