Paneth cell
| Paneth-cell | |
|---|---|
 Paneth-celler, belägna vid basen av krypterna i tunntarmens slemhinna, och uppvisar klarröda cytoplasmatiska granuler. H&E fläck.
| |
| Detaljer | |
| Plats | Tunntarmsepitel _ |
| Identifierare | |
| latin | cellula panethensis |
| Maska | D019879 |
| TH | H3.04.03.0.00017 |
| FMA | 62897 |
| Anatomiska termer för mikroanatomi | |
Panethceller är celler i tunntarmens epitel , tillsammans med bägareceller , enterocyter och enteroendokrina celler . Vissa finns också i blindtarmen och blindtarmen . De finns under tarmstamcellerna i tarmkörtlarna (även kallade Lieberkühns kryptor ) och de stora eosinofila refraktila granulerna som upptar större delen av deras cytoplasma .
Dessa granuler består av flera antimikrobiella föreningar och andra föreningar som är kända för att vara viktiga för immunitet och värdförsvar. När de utsätts för bakterier eller bakteriella antigener , utsöndrar Paneth-celler några av dessa föreningar i tarmkörtelns lumen , och bidrar därigenom till att upprätthålla den gastrointestinala barriären genom att kontrollera de enteriska bakterierna. Därför spelar Paneth-celler en roll i det medfödda immunsystemet.
Paneth-celler är uppkallade efter 1800-talets patolog Joseph Paneth .
Strukturera
Paneth-celler finns i hela tunntarmen och blindtarmen vid basen av tarmkörtlarna . Paneth-cellen ökar i antal mot slutet av tunntarmen. Liksom de andra epitelcellslinjerna i tunntarmen har Paneth-celler sitt ursprung i stamcellsregionen nära botten av körteln. Det finns i genomsnitt 5–12 Paneth-celler i varje tunntarmskrypta.
Till skillnad från de andra epitelcellstyperna migrerar Paneth-celler nedåt från stamcellsregionen och sätter sig precis intill den. Denna nära relation till stamcellsregionen tyder på att Paneth-celler är viktiga för att försvara körtelstamcellerna från mikrobiell skada, även om deras funktion inte är helt känd. Dessutom, bland de fyra tidigare nämnda tarmcelllinjerna, lever Paneth-cellerna längst (ungefär 57 dagar).
Fungera
Paneth-celler utsöndrar antimikrobiella peptider och proteiner, som är "nyckelmediatorer av värd-mikrob-interaktioner, inklusive homeostatisk balans med koloniserande mikrobiota och medfött immunskydd från enteriska patogener."
Tynntarmskryptor inrymmer stamceller som tjänar till att ständigt fylla på epitelceller som dör och förloras från villi . Paneth-celler stödjer epitelets fysiska barriär genom att tillhandahålla viktiga nischsignaler till deras närliggande tarmstamceller. Skydd och stimulering av dessa stamceller är avgörande för långsiktigt underhåll av tarmepitelet, där Paneth-celler spelar en avgörande roll.
Känner av mikrobiota
Paneth-celler stimuleras att utsöndra defensiner när de utsätts för bakterier (både grampositiva och gramnegativa typer) eller sådana bakteriella produkter som lipopolysackarid , lipoteichoic acid , muramyldipeptid och lipid A. De stimuleras också av kolinerg signalering som normalt föregår matens ankomst och potentiellt en ny bakteriemängd.
Paneth-celler känner av bakterier via MyD88 -beroende toll-like receptor (TLR) aktivering som sedan utlöser antimikrobiell verkan. Till exempel visade forskning att i de sekretoriska granulerna uttrycker murina och mänskliga Paneth-celler höga nivåer av TLR9 . TLR9 reagerar på CpG-ODN och ometylerade oligonukleotider, patogenassocierade molekylära mönster (PAMPs) typiska för bakteriellt DNA. Att internalisera dessa PAMP och aktivera TLR9 leder till degranulering och frisättning av antimikrobiella peptider och andra sekret. Överraskande nog uttrycker murina Paneth-celler inte mRNA-transkript för TLR4 .
Antimikrobiella sekret
De huvudsakliga försvarsmolekylerna som utsöndras av Paneth-celler är alfa-defensiner , som är kända som cryptdins i möss. Dessa peptider har hydrofoba och positivt laddade domäner som kan interagera med fosfolipider i cellmembran . Denna struktur tillåter defensiner att infogas i membran, där de interagerar med varandra för att bilda porer som stör membranfunktionen, vilket leder till cellys. På grund av den högre koncentrationen av negativt laddade fosfolipider i bakteriella än ryggradsdjurs cellmembran , binder defensiner företrädesvis till och stör bakterieceller och skonar cellerna som de fungerar för att skydda.
Humana Paneth-celler producerar två α-defensiner kända som humant α-defensin HD-5 (DEFA5) och HD-6 (DEFA6) . HD-5 har ett brett spektrum av dödande aktivitet mot både grampositiva och gramnegativa bakterier samt svampar ( Listeria monocytogenes , Escherichia coli , Salmonella typhimurium och C andida albicans ). Antimikrobiell aktivitet av HD-6 består i självmontering till extracellulära nät som fångar in bakterier i tarmen och därigenom förhindrar translokation över epitelbarriären.
Humana Paneth-celler producerar också andra AMPs inklusive lysozym , sekretoriskt fosfolipas A2 och regenererande ö-härlett protein IIIA . Lysozym är ett antimikrobiellt enzym som löser upp cellväggarna hos många bakterier, och fosfolipas A2 är ett enzym specialiserat på lysering av bakteriella fosfolipider . Detta batteri av sekretoriska molekyler ger Paneth-celler en potent arsenal mot ett brett spektrum av ämnen, inklusive bakterier, svampar och till och med vissa höljesvirus .
Underhåll av epitel
Paneth-celler deltar i Wnt-signalvägen och Notch-signalvägen , som reglerar proliferation av intestinala stamceller och enterocyter som är nödvändiga för förnyelse av epitelceller. De uttrycker de kanoniska Wnt-liganderna: Wnt3a , Wnt9b och Wnt11 , som binder till Frizzled- receptorer på intestinala stamceller för att driva β-catenin / Tcf -signalering. Paneth-celler är också en viktig källa till Notch-ligander DLL1 och DLL4 , som binder till Notch-receptorerna Notch1 och Notch2 på intestinala stamceller och enterocyt -progenitorer.
Nyligen har det dock upptäckts att den regenerativa potentialen hos tarmepitelceller minskar med tiden som ett resultat av åldrade Paneth-celler som utsöndrar proteinet Notum , som är en extracellulär hämmare av Wnt-signalering. Om Notum-sekretionen hämmas kan den regenerativa potentialen hos tarmepitelet öka.
Sjukdom
Onormala Paneth-celler med minskat uttryck eller utsöndring av defensinerna HD-5 och HD-6 (i mänskliga) och antimikrobiella peptider är associerat med inflammatorisk tarmsjukdom . Utöver det är flera av Crohns sjukdomsriskalleler associerade med Paneth-celldysfunktion involverade i processer som autofagi , det ovikta proteinsvaret och regleringen av mitokondriell funktion.
Man tror att dysfunktion hos Paneth-celler äventyrar antimikrobiella peptider, vilket leder till en förändring av mikrobiotasammansättningen , till och med dysbios. Patienter med Crohns sjukdom med en högre andel onormala Paneth-celler uppvisade signifikant minskad bakteriediversitet jämfört med patienter med en lägre andel onormala Paneth-celler, vilket återspeglar ett minskat överflöd av antiinflammatoriska mikrober. Sammantaget stöder dessa fynd teorin att Paneth-celldysfunktion kan leda till en dysbiotisk mikrobiota, som i sin tur kan predisponera för utvecklingen av Crohns sjukdom. Det är dock ännu inte fastställt om Paneth-celldysfunktion är orsaken till dysbios eller dess samtidiga effekt.
Se även
- Bibliografi
- Ganz T (oktober 1999). "Defensins och värdförsvaret". Vetenskap . 286 (5439): 420–421. doi : 10.1126/science.286.5439.420 . PMID 10577203 . S2CID 5526644 .
- Ganz T (augusti 2000). "Paneth-celler - väktare av tarmcellskäckeriet". Nature Immunology . 1 (2): 99–100. doi : 10.1038/77884 . PMID 11248797 . S2CID 36784170 .