Новая стратегия может усилить коммуникацию между кишечником и мозгом

Система связи между кишечником и мозгом, известная как ось кишечник-мозг, хорошо известна. Теперь, ученые разработали стратегию, которая увеличивает объем коммуникации между кишечником и телом, прокладывая путь для новых вмешательств, направленных на улучшение здоровья человека.

Lightspring | Shutterstock

Исследователи из Центра исследования метагеномики и микробиома Алкек и Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана при Медицинском колледже Бейлора стремились изучить энтероэндокринные клетки, которые являются производящими гормоны клетками желудочно-кишечного тракта. Эти клетки называют жизненно важными модераторами коммуникации между кишечником и другими частями тела.

Специализированные клетки, продуцирующие гормоны

Чтобы приземлиться на их находки, исследователи объединились с учеными из детской больницы Бейлора и Техаса, чтобы сформулировать новую стратегию увеличения количества специализированных клеток.

«Энтероэндокринные клетки чрезвычайно сложно изучать, потому что у нас просто не так много клеток, "Д-р Джозеф М. Хайзер, доцент кафедры вирусологии и микробиологии и член Центра метагеномики и микробиома Алкек, говорится в заявлении.

"Они составляют менее 1 процента всех клеток кишечного эпителия, " добавил он.

Энтероэндокринные клетки обычно находятся в стенке кишечника. Они производят и выделяют гормон, который помогает поддерживать многочисленные процессы в организме, например, контроль приема пищи, уровень глюкозы в крови, и опорожнение желудка.

Они находятся в поджелудочной железе, желудок, и желудочно-кишечный тракт. Гормоны могут попадать в кровоток, вызывая системные эффекты и нервную реакцию.

Увеличение общения

Энтероэндокринные клетки (EEC) - это специализированные эпителиальные клетки, ответственные за производство молекул, важных для баланса кишечника. Тем не мение, их количество ограничено, затрудняет их изучение исследователями.

Чтобы изучить клетки, исследователи из Хайзера и Чанг-Грэма в сотрудничестве с другими учеными из Бейлора и Детской больницы Техаса создали методику, которая может помочь увеличить количество энтероэндокринных клеток.

Исследователи использовали систему культивирования эпителиальных клеток кишечника человека, получившую название энтероидов. Чтобы увеличить количество ячеек, они использовали предыдущую работу по сверхэкспрессии фактора транскрипции нейрогенин-3, который заставляет стволовые клетки в кишечнике расти как энтероэндокринные клетки. Проще говоря, они использовали генно-инженерные кишечные энтероиды человека для экспрессии гена нейрогенина-3, который может быть вызван доксициклином, создание молекулярного переключателя.

Доксициклин, при добавлении к культурам, увеличил выработку нейрогенина 3, запускает экспрессию других генов и развитие эндокринных энтероидных клеток. Как результат, количество продукции эндокринных энтероидных клеток увеличилось с 1 до 40 процентов.

Более того, популяция эндокринных энтероидных клеток, которые были расширены, были способны реагировать на вирусные и гормональные стимулы так же, как нативные эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта. Они были способны секретировать серотонин и другие медиаторы нейротрансмиттеров. Также, их уровни увеличились и стали легко обнаруживаемыми.

Многообещающие результаты

По результатам нового исследования, теперь исследователи могут создавать больше эндокринных клеток, которые можно увидеть и изучить под микроскопом. Теперь исследователи могут также изучать и измерять физиологические реакции.

Эта методика помогла разработать систему, которая может помочь изучить, как кишечник общается с телом посредством сообщений шепотом. По очереди, система использовалась для увеличения или увеличения громкости сообщений, передаваемых химическим шепотом. Следовательно, это помогает исследователям понять, как кишечник взаимодействует с остальным телом.

Это также может помочь в исследованиях того, как кишечник влияет на здоровье, и предоставить средства для разработки и тестирования новых методов лечения различных заболеваний. Например, исследователи могут использовать эту технику для анализа того, как вирусы, такие как ротавирус, регулируют реакцию эндокринных популяций.

<цитата>

Разработка этой модельной системы также позволит исследователям начать изучение сложных взаимодействий микробиома и диеты с функцией энтероэндокринных клеток.

Поскольку некоторые гормоны и эффекторные молекулы, выделяемые энтероэндокринными клетками, уже являются мишенями для лечения таких заболеваний, как диабет 2 типа и синдром раздраженного кишечника, мы ожидаем, что эта модель поможет в поиске новых терапевтических средств для лечения этих и других заболеваний человека ».

Проф. Доктор Роберт Бриттон

• Исследование изучает долгосрочное влияние пищевых ограничений на нормальный режим питания пациентов.
• Новый метод компьютерного моделирования предсказывает, как микробы кишечника меняются с течением времени