Gesundheit

Wissenschaftler lösen lange diskutierte Rätsel, wie der Darm sich selbst heilt

Tief in der Schleimhaut des menschlichen Darms liegt die Quelle der Orgel Fähigkeit, sich zu erneuern und erholen sich von Schäden: intestinale Stammzellen (ISCs), eingelegt in den Taschen von Gewebe genannt Krypten, erzeugen die Zellen, die ständig neu Auffüllen, die Darmschleimhaut. Auch die Stammzellen selbst ein Sicherheitsnetz: wenn Sie beschädigt, gesunde Ersetzungen erscheinen in weniger als einer Woche.

Seit Jahren haben Wissenschaftler diskutiert, wie die ISCs “ re-Emergenz Auftritt. Einige haben festgestellt, dass der Darm hält einen pool von ISCs auf reserve—eine Art von backup-backup-Versorgung—Auffüllen des cache, der front-line-ISCs, die verloren gegangen sind. Andere haben behauptet, dass etwas mehr involuted ist als Arbeit: Der ISCs, wie Bienen, geben Anlass zu mehr spezialisierten, oder „differenzierte“ Nachkommen—in diesem Fall, die Tochter Zellen, die form der inneren Auskleidung des Darms. Wenn die ISCs beschädigt sind, diese Schule des Denkens statt, die Tochterzellen reverse-Kurs und „de-differenzieren“—der Rückfall in die ISCs aus der Sie entstanden sind.

Eine neue Studie durch Dana-Farber Cancer Institute Wissenschaftler kommt nach unten fest auf die letztere option. Online veröffentlicht heute in der Fachzeitschrift Cell Stem Cell, fanden die Forscher, dass ISCs und Ihre Tochter Zellen, die haben eine auffallend wechselseitige Beziehung: unter normalen Bedingungen, ISCs differenzieren sich in Tochterzellen, und, wenn die ISCs sind verloren, die Tochter Zellen einfach reverse-Kurs und werden ISCs.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wiederherstellung der intestinalen Stammzellen erfolgt ausschließlich durch den Prozess der de-Differenzierung,“ sagt die Studie leitende Autor, Ramesh Shivdasani, MD, Ph. D., von Dana-Farber, Brigham and Women ‚ s Hospital (das BWH) und das Harvard Stem Cell Institute. „Wir haben gezeigt, es gibt keine Notwendigkeit für eine reserve-set von ISCs.“

Die Steigerung Ihrer Erkenntnisse, die Forscher waren auch in der Lage zu erfassen, die de-Differenzierung-Prozess in Echtzeit. Wenn die Zellen anfangen zu de-differenzieren, Sie wechseln auf ein gen, das es Ihnen ermöglicht, isoliert werden gesammelt und mit Labor-Techniken, Shivdasani erklärt. Durch diesen Prozess konnten die Forscher erfassen die Zellen entlang eines Kontinuums von de-Differenzierung. Shivdasani vergleicht es zu einem baseball-Spiel, bei dem ein runner getaggt wird sich zwischen dem ersten und zweiten base.

Schweren Umsatz

Der Darm ist eines von nur drei Geweben im Körper, zusammen mit der Haut und Blut, in die Zellen ständig umdrehen—sterben und ersetzt werden durch frisch zubereitete Zellen. Sie teilen diese Qualität, denn Sie sind die Gewebe, die meisten eng in Kontakt mit material aus der Umgebung und damit mit potenziell schädlichen Substanzen. Der Konstante Umsatz, es ist Gedanke, ist ein Weg, um zu verhindern, dass giftige Stoffe aus dass Wirkungen auf Zellen und Ihren Nachkommen.

Die Krypten, die halten ISCs sind in einem gewissen Sinne, irreführend. Weit vom Gehäuse, wo tote Zellen sind begraben, Sie sind die Stätten, wo ISCs täglich erzeugen, die Milliarden von Tochterzellen, die an die Stelle der aufgelösten Darm-Zellen.

Eines der wichtigsten Merkmale des ISCs ist, dass Sie extrem radiosensitive, oder anfällig für Strahlung. Menschen, die hohen Belastungen ausgesetzt Radioaktivität, in form von nuklearen fallout, zum Beispiel, leiden unter schweren Darm-Schäden, weil der Verlust von ISCs Stoppt die Produktion von Zellen, die zur Regeneration des beschädigten Gewebes. Aber wenn ISCs erliegen leicht zu Strahlen, Sie machen auch eine schnelle Rückkehr. Patienten mit Strahlen-induzierten intestinalen Schaden, die werden am Leben gehalten, für eine Woche, oft wiederherstellen wie Ihre ISC Ebenen bounce-back.

Um festzustellen, ob dieser rebound ist durch eine reserve-Vorrat an ISCs oder de-Differenzierung von Tochterzellen, Shivdasani und seine Mitarbeiter führten eine Art Zeitraffer-experiment. Sie behandelt eine Sammlung von ISC-Zellen mit dem Medikament tamoxifen, was verursachte, dass die Zellen und Ihre Nachkommen werden fluoreszierend. Sie wartete 48 Stunden für das label zu halten, dann tötete die ISC-Zellen. Wenn die Tochter-Zellen waren in der Tat de-Differenzierung, jeder ISC-Zellen produziert, nachdem dieser Punkt würde fluoreszierend. Das ist genau das, was Forscher gefunden.

Während Wissenschaftler in der Lage gewesen, konvertieren Sie viele Arten von differenzierten Zellen zu Stammzellen, Labor-Techniken, Shivdasani und seine Kollegen die Entdeckung zeigt, dass die de-Differenzierung ismore als eine seltsame Gesetz der Natur; es ist das wichtigste Mittel zur Wiederherstellung von beschädigten Stammzellen im Darm. Es ist nicht bekannt, ob die Zellen in andere Organe und Gewebe haben diese Fähigkeit, aber es bleibt eine offene avenue der Untersuchung.