Ny strategi kan styrke tarm-hjerne-kommunikasjon

Kommunikasjonssystemet mellom tarmen og hjernen er kjent som tarm-hjerne-aksen og er godt etablert. Nå, forskere har utviklet en strategi som øker volumet av tarm-kroppskommunikasjon, banet vei for nye tiltak for å forbedre menneskers helse.

Lightspring | Shutterstock

Forskere ved Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research og Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center ved Baylor College of Medicine hadde som mål å studere enteroendokrine celler, som er hormonproduserende celler i mage-tarmkanalen. Disse cellene kalles viktige moderatorer i kommunikasjonen mellom tarmen og andre deler av kroppen.

Spesialiserte hormonproduserende celler

For å komme til deres funn, forskerne inngikk et samarbeid med forskere ved Baylor og Texas Children's Hospital for å formulere en ny strategi som øker antallet spesialiserte celler.

"Enteroendokrine celler er ekstremt utfordrende å studere fordi vi bare ikke har mange celler, "Dr. Joseph M. Hyser, assisterende professor i virologi og mikrobiologi og medlem av Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research, sa i en uttalelse.

"De representerer mindre enn 1 prosent av alle cellene i tarmepitelet, " han la til.

Enteroendokrine celler finnes vanligvis i tarmen. De produserer og utskiller et hormon som hjelper til med å opprettholde mange kroppsprosesser, som å kontrollere matinntaket, blodsukkernivå, og tømming av magen.

De finnes i bukspyttkjertelen, mage, og mage -tarmkanalen. Hormonene kan slippes ut i blodet for å utløse systemiske effekter og nervøs respons.

Økende kommunikasjon

Enteroendokrine celler (EEC) er spesialiserte epitelceller som er ansvarlige for å produsere molekyler som er viktige for tarmbalansen. Derimot, de er begrenset i antall, gjør det vanskelig for forskere å studere dem.

For å studere cellene, forskerne fra Hyser og Chang-Graham inngikk samarbeid med andre forskere ved Baylor og Texas Children's Hospital for å lage en teknikk som kan bidra til å øke antallet enteroendokrine celler.

Forskerne brukte en type humant tarmepitelcellekultursystem kalt enteroider. For å øke antall celler, de brukte tidligere arbeid med overuttrykk av transkripsjonsfaktoren neurogenin-3 driver stamceller i tarmen til å vokse som enteroendokrine celler. For å si det enkelt, de brukte genmodifiserte menneskelige intestinale enteroider for å uttrykke genet neurogenin-3, som kan induseres av doksycyklin, skape en molekylær bryter.

Doksycyklin, når det legges til kulturer, økte produksjonen av neurogenin 3, utløser ekspresjon av andre gener og utvikling av endokrine enteroidceller. Som et resultat, antallet endokrine enteroidcelleproduksjon økte fra 1 til 40 prosent.

Dessuten, den endokrine enteroidcellepopulasjonen, som ble utvidet, var i stand til å reagere på virale og hormonelle stimuli som native endokrine celler i mage -tarmkanalen gjør. De klarte å utskille serotonin og andre nevrotransmitter -mediatorer. Også, nivåene økte og ble lett påviselige.

Lovende resultater

Med resultatene av den nye studien, forskerne kan nå lage flere endokrine celler, som kan sees og undersøkes under mikroskopet. Forskningen kan nå også studere og måle fysiologiske responser.

Teknikken bidro til å utvikle et system som kan hjelpe til med å studere hvordan tarmen kommuniserer med kroppen gjennom hviskede meldinger. På sin side, systemet har blitt brukt til å øke eller øke volumet av de kjemiske hviskende meldingene. Derfor, det hjelper forskningen til å bli klar over hvordan tarmen samhandler med resten av kroppen.

Det kan også bidra til å lette forskningen på hvordan tarmen påvirker helsen og gi et middel til å formulere og teste nye tiltak for å behandle ulike sykdommer. For eksempel, forskere kan bruke teknikken til å analysere hvordan virus som rotavirus regulerer responsene til den endokrine fyrpopulasjonen.

Utviklingen av dette modellsystemet vil også tillate forskere å begynne å undersøke de komplekse interaksjonene mellom mikrobiomet og dietten med enteroendokrine cellefunksjoner.

Siden flere av hormonene og effektormolekylene som frigjøres av enteroendokrine celler allerede er mål for behandling av sykdommer som type 2 diabetes og irritabel tarmsyndrom, Vi forventer at denne modellen vil hjelpe til med å identifisere nye terapier for å behandle disse og andre sykdommer hos mennesker. "

Prof. Dr. Robert Britton

• Studien undersøker langsiktig innvirkning av matrestriksjoner på normale spisemønstre hos pasienter
• Ny beregningsmodell forutsier hvordan tarmmikrober endrer seg over tid