Tijelo želuca, glavna komponenta slezene i želuca, sastoji se od stanica stijenke, glavnih stanica, stanica kripte i stanica vrata, svaka od ovih specijaliziranih epitelnih stanica igra važnu ulogu u probavnom procesu tijela i može se stalno obnavljati nove stanice nastale diferencijacijom matičnih stanica. 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 onih koji stoje iza održavanja želučane homeostaze, trenutno su nepoznati istraživačima.
Kako bi se premostio ovaj jaz, rad objavljen u međunarodnom časopisu Nature Communications pod naslovom "Single-cell transcriptomics uncovers EGFR signaling-mediated gastric progenitor U nedavnoj studiji objavljenoj u međunarodnom časopisu Nature Communications, pod naslovom "Single-cell transcriptomics uncovers EGFR signaling- posredovana diferencijacija želučanih pređašnjih stanica u želučanoj homeostazi," znanstvenici s Nara instituta za znanost i tehnologiju u Japanu i druge institucije identificirali su dva specifična signalna puta koji mogu igrati ključnu ulogu u regulaciji diferencijacije matičnih stanica.
Kako bismo riješili ovaj problem, upotrijebili smo najtočniju tehnologiju sekvenciranja jednostanične RNA, nazvanu Quartz-Seq2, koju je razvio Japanski istraživački institut za fizičke i kemijske znanosti, kao i in vitro želučane testove na stanicama izoliranim iz želučanih žlijezda i in vivo testiranja koristeći model miša," rekao je istraživač Takada. Izvođenjem in vivo eksperimenata, ovaj kombinatorni pristup omogućio je istraživačima mapiranje dinamičkih promjena u ekspresiji gena u diferencijaciji matičnih stanica u stanice kripte, stanice vrata i zidne stanične linije, te identificirati specifične signalne putove koji reguliraju diferencijaciju stanica kripte.
Slika iz: Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39113-0
Koristeći pseudo vremenski ovisnu genetsku analizu, koja pruža informacije o ekspresiji gena u različitim fazama stanične diferencijacije, kao i in vivo i in vitro pokuse, istraživači su zatim identificirali da transformirajući čimbenik rasta alfa-receptor epidermalnog faktora rasta-izvanstanični signal- regulirani signalni put kinaze (TGFɑ-EGFR-ERK) možda je prvenstveno odgovoran za diferencijaciju matičnih stanica u stanice kripti koje izlučuju sluz. Istraživači su također primijetili da kada je EGFR bio farmakološki inhibiran, proizvedeno je manje kriptnih stanica, što sugerira da bi ovaj put mogao biti neophodan za diferencijaciju želučanih matičnih stanica u kriptne stanice u mišjem organizmu; osim toga, istraživači su identificirali članove superobitelji liganda čimbenika nekroze tumora: signalni put aktiviranih leukocita (TNFSF12- NF-κB) pojačivač lakog lanca nuklearnog faktora 12 kapa i primijetili da može pomoći u održavanju želučanih epitelnih stanica u njihovom nediferenciranom stanju.
Istraživači su znali da je EGFR signalizacija često zamršeno povezana s želučanom karcinogenezom i da višestruki EGF receptori imaju tendenciju prekomjerne ekspresije u više vrsta raka, međutim, na iznenađenje istraživača, analizom jedne stanice otkrili su da EGFR signalizacija ima pro-diferencijaciju ulogu u zdravoj želučanoj homeostazi, a ne mitogenu ulogu. Ova je studija prvi korak u istraživanju znanstvenika u razumijevanju mehanizama koji stoje iza održavanja stanične homeostaze u zdravom želucu. Istraživači su ohrabreni činjenicom da su sada pokazali da TGF -EGFR-ERK i NFSF12-NF-κB čine mikroregulacijski okvir za epitelnu homeostazu u zdravom želucu, što može pružiti osnovu za proučavanje molekularni mehanizmi koji leže u osnovi razvoja drugih želučanih bolesti čovjeka.
Ukratko, iako se smatra da aktivacija EGFR signalizacije u želučanim progenitorskim stanicama djeluje kao glavni induktor želučane karcinogeneze, EGFR signalizacija također može obavljati funkciju pro-diferencijacije u normalnoj želučanoj homeostazi, a ne mitogenu funkciju.
