Interdisziplinären Ansatz deckt neue Hinweise zum Auslöser von Darmentzündungen
Neue Details über das, was passiert, wenn eine Schlüssel zellulären Prozess gestört ist, dass in den Zellen sind entscheidend für einen gesunden Darm haben, wurde aufgedeckt, indem eine umfassende Analyse.
Paneth-Zellen befinden sich am Boden der Krypten in der Auskleidung des Darms. Sie schützen gegen pathogene Mikroben, sowie den Schutz der Integrität der Auskleidung des Darms. Die Durchführung dieser Funktionen auf Ihnen beruht, können sezernieren antimikrobielle Faktoren und andere Moleküle, die sicherstellen, dass eine ausgewogene Darm-mikrobiom und funktionsfähige Stammzellen regenerieren die Darmschleimhaut. Angesichts Ihrer wichtigen Funktion, ist es nicht verwunderlich, dass Anomalien in den Paneth-Zellen sind im Zusammenhang mit Darm-Erkrankungen wie Morbus Crohn.
Ähnliche Symptome werden sichtbar, wenn ein zellulärer Prozess, der als autophagie ist dysfunktional. Zellen autophagie benutzen, zum entfernen von fehlerhaften und potentiell schädliche Proteine in sich selbst, um das jeweilige Objekt in eine Membran – „Tasche“, das ist dann tagged für Zerstörung. Paneth-Zellen auch mit diesem Mechanismus bag antimikrobielle Moleküle, die für den export aus der Zelle in Reaktion auf einen Angriff durch pathogene Mikroben.
Diese neue Studie zielte darauf ab, eine Lücke in unserem Verständnis der Auswirkungen der autophagie Beeinträchtigung auf Paneth-Zellen, und wurde unter der Leitung von Dr. Tamas Korcsmaros, research fellow an der Quadram-Institut und der Earlham Institut, strategisch, finanziert von der Biotechnologie und Biologische Wissenschaften Research Council.
Tamas zusammengesetzt ein interdisziplinäres team aus über die Norwich Research Park, erkunden die molekularen Veränderungen zu sehen, wenn die autophagie in Paneth-Zellen wird blockiert, und auch, welche weiteren Auswirkungen diese änderungen haben könnten. Dies beinhaltete die Integration einer Reihe von verschiedenen Datensätzen und die Verwendung von network analysis und computational biology zu interpretieren, wie diese Veränderungen Auswirkungen auf die verschiedenen Funktionen innerhalb der Zellen.
Mit Stammzellen von Mäusen,die Forscher wuchs organoid-Kulturen im Labor. Diese dreidimensional sind Sammlungen von Zellen, die wachsen und sich selbst organisieren, in Krypten, als würden Sie in der Auskleidung des Darms. In einigen von diesen, eine zentrale gen benötigt, die für die autophagie wurde ausgeschlagen. Im Vergleich zu organoids mit der voll funktionsfähigen gen, konnte das team dann zum ersten mal arbeiten aus der molekularen Mechanismen und zellulären Prozesse betroffen, die durch eine gestörte autophagie in Paneth-Zellen.
Erstens, das team gemessen die Ebenen der all die verschiedenen Proteine durch die Zellen, und identifizierte die Proteine, geändert in Hülle und fülle, je nachdem, ob die autophagie-gen funktionsfähig war.
Dieser ermittelt über 280 Proteine, die spiegelt die zentrale Bedeutung der autophagie, sondern führt zu der Frage, welche Funktionen diese Proteine haben. Um diese Frage beantworten und herausfinden, welche zellulären Funktionen beeinträchtigt sind, wenn die autophagie nicht funktionieren, die Forscher gedreht zu network science und computational systems biology.
Die wissenschaftliche Literatur enthält viele Daten über die Art und Weise einzelner Proteine interagieren, Ihre Signalwege und Ihre einzelnen Funktionen. Im inneren der Zelle, die all diese Prozesse geschehen gleichzeitig, als Teil der komplexen Netzwerke, Signale und Anweisungen, die die Zelle und ermöglichen Ihr die Durchführung Ihrer Aufgabe. Integrierten die Forscher eine Reihe von verschiedenen Netzwerken und verwendet den experimentellen Daten tolink die Proteine mit veränderten Häufigkeiten, die Ihre Funktionen innerhalb dieser Netzwerke. Diese identifiziert mindestens 18 zelluläre Funktionen werden beeinflusst durch autophagie. Einige von Ihnen waren bereits bekannt, die Validierung der Ansatz, aber die anderen waren bisher unbekannt. Apoptose, die erlaubt es beschädigte Zellen zu töten sich selbst aus, scheint zu sein, down-regulated in autophagie-beeinträchtigt Paneth-Zellen. Als down-regulierten Apoptose könnte bewahren Sie beschädigte Zellen am Leben erhalten werden, könnte dies erklären die wichtigsten Mechanismen, die sich hinter chronischen entzündlichen Erkrankungen, wie Morbus Crohn zu entwickeln, so könnte dies ein Interessantes Gebiet für weitere Untersuchungen. Das system Paneth-Zellen verwenden, um die Freisetzung antimikrobieller verbindungen, die Exozytose, ist auch nach unten reguliert werden, was Auswirkungen auf den Abwehrmechanismus gegen mikrobielle invasion.
