Tweaking Hormon-produzierenden Zellen in den Darm
Forscher aus der Gruppe von Hans Clevers am Hubrecht-Institut (KNAW) in den Niederlanden und Ihre Helfershelfer werfen neues Licht auf den Ursprung und die Funktion der Hormon produzierenden Zellen in den Darm und öffnen neue Wege zu zwicken Darm-Hormon-Produktion zur Behandlung von menschlichen Krankheiten. Ihre Ergebnisse wurden vor kurzem veröffentlicht in Nature Cell Biology und in der Zelle.
Haben Sie sich jemals gefragt, wo das plötzliche Gefühl des Hungers kommt, wenn dein leerer Magen knurrt? Tausende von Nährstoff-sensitiven Zellen, oder enteroendocrine Zellen, die verstreut in Ihrem Magen und Darm nur veröffentlicht, Millionen von winzigen Bläschen, gefüllt mit den hunger-Hormon ghrelin in Ihrem Blut. Wie Hormone wirken, wie der Darm die primäre Methode der Kommunikation und Koordination mit den weiter entfernten teilen des Magen-Darm-Trakt oder andere Organe wie die Bauchspeicheldrüse und das Gehirn. In Reaktion auf bestimmte Reize, verschiedene enteroendocrine Zellen produzieren verschiedene Hormone, die veranlassen, hunger oder Sattheit, koordinieren die Bewegung der Darmmuskulatur stimulieren die Reparatur der Darm die schützende Zellschicht oder die Förderung einer höheren Produktion von insulin aus der Bauchspeicheldrüse. Letzteres ist vor allem interessant bei Patienten mit Typ-II-diabetes, die auf Ihre eigenen sind nicht in der Lage genug insulin zu produzieren um die Stabilisierung Ihrer Blutzuckerwerte. Eine der erfolgreichsten Behandlungen für diabetes basiert auf den Darm Hormon GLP1, mit denen diese Patienten sind in der Lage zu kontrollieren Ihren Blutzucker ohne insulin zu Spritzen.
Weniger als 1% der Zellen in der Darmschleimhaut sind enteroendocrine cells. Dieses 1% ist wieder aufgeteilt in viele verschiedene Subtypen, die die Produktion verschiedener Hormone. Daher eine bestimmte Art von enteroendocrine cell ist schwer zu finden. Es ist wie die Suche nach ein paar Diamanten, Rubine, und Smaragde in einer LKW-Ladung Kies. Sie Wiegen kann die Last, Messen, Schleifen Sie es auf und analysieren die mineralische Zusammensetzung, aber dies wird Ihnen sagen, viel mehr über die Steine als über die Edelsteine.
Zur Untersuchung dieser seltenen Zellen, kombinierten die Forscher eine Technologie namens single-cell sequencing (siehe gerahmt Erklärung von Einzel-Zellen-Sequenzierung), suchen an jeder einzelnen Zelle, mit einer Methode zur Bestimmung des Alters der einzelnen Zelle. Zu bleiben, mit dem Edelstein-Analogie, machten Sie alle Edelsteine Glanz, so hell, dass Sie sein könnten, herausgesucht aus dem Haufen und einzeln analysiert. Darüber hinaus die Farbe der Edelsteine, sagten die Forscher, wie alt jemand war. Als ein Ergebnis, Sie konnten Studie die Entwicklung von enteroendocrine cells.
Enteroendocrine Zellen werden ständig produziert, die in unserem Darm Leben und für mehrere Wochen. Überraschend fanden die Forscher, dass viele enteroendocrine cells ändern Sie Ihre Hormonproduktion, während Sie Altern. Diese Fähigkeit einer Zelle zu wechseln, Ihre Hormon-Produktion und damit Ihre Funktion ist sehr interessant, im Rahmen der Therapie. Sobald wir verstehen die Signale, die ihn kontrollieren, können wir in der Lage sein zu stimulieren die Darm erhöhen die Produktion von bestimmten Hormonen zur Behandlung von diabetes, Korpulenz oder entzündliche Darmerkrankung. Die Forscher haben bereits gezeigt, dass die manipulation eines dieser Signale könnte sich ändern Hormonspiegel, einschließlich derjenigen, die von GLP1 in Mäusen.
Single-cell sequencing ist eine relativ neue Technologie, die gewählt wurde, als „Breakthrough of the year 2018“ von der Fachzeitschrift Science. Mit dieser Technik können die Forscher Lesen die Aktivität der Gene, die in der Auflösung der einzelnen Zellen. Dies sagt Ihnen, welche genetischen Programm aktiv war, in einer Zelle, und durch Ableitung, was seine Identität wurde (zum Beispiel eine Hautzelle oder eine immun-Zelle). Forscher konnten bereits Lesen Sie die gen-Aktivität in einem Gewebe, aber diese anzeigen wurden immer gemacht, die auf viele Tausende von Zellen gebündelt. Jetzt, mit single-cell-Sequenzierung, die Forscher in der Lage sind zu Lesen die gen-Aktivität jeder einzelnen Zelle. Vergleichen wir diese Verbesserung ist die Umstellung von einer klassischen Landkarte, wo eine Stadt wird dargestellt als ein Flecken von einer Farbe, um zu Google Maps, wo wir können zoom in jedes Haus individuell, die Suche nach seltenen und interessanten Häusern in den Prozess.
Da die Technik kann angewendet werden, um vielen verschiedenen Bereichen der Forschung, viele Forscher sind nun auf der Suche, um es zu analysieren, Ihr organ oder Krankheit des Interesses an single-cell-Auflösung. Jedoch, Durchführung von Einzel-Zell-Sequenzierung und Auswertung der Ergebnisse erfordert hoch spezialisiertes Labor-Ausrüstung und Daten-Analyse-algorithmen. Um dieses Problem zu lösen, ein startup namens Einzelne Zelle Entdeckungen wurde am Hubrecht-Institut führt, dass die einzelzell-Sequenzierung als Dienstleistung für Forscher und klinischen Institutionen auf der ganzen Welt.
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Hans Clevers ist Gruppenleiter am Hubrecht-Institut (KNAW), professor für Molekulare Genetik an der University Medical Center Utrecht, Utrecht University, Research Director der Prinzessin Máxima-Center für Pädiatrische Onkologie und Oncode Ermittler.
Diese Forschung ist eine Zusammenarbeit zwischen Forschern an das Hubrecht Institute, die Prinzessin Máxima Zentrum für Pädiatrische Onkologie, der University Medical Center in Utrecht, Niederlande, der Wellcome Trust-MRC Institute of Metabolic Science in Cambridge, UK, und das Allen Institute for Brain Science in Seattle, USA.