Pankreatisk stamfadercell
| Pankreatisk progenitorcell | |
|---|---|
 Mus pankreasöar en potentiell region där pankreatiska stamceller finns
| |
| Detaljer | |
| Föregångare | Förtarmsendoderm _ |
| Identifierare | |
| latin | Cellula pancreaticum praecursoria |
| TH | H2.00.01.0.00005 |
| Anatomiska termer för mikroanatomi | |
Pankreatiska progenitorceller är multipotenta stamceller som härrör från den utvecklande fort-gut endoderm som har förmågan att differentiera till de härstamningsspecifika stamcellerna som är ansvariga för den utvecklande pankreas .
De ger upphov till både endokrina och exokrina celler. Exokrina celler utgör de acinära cellerna och de ductala cellerna . De endokrina cellerna utgörs av betaceller som gör insulin , alfaceller som utsöndrar glukagon , deltaceller som utsöndrar somatostatin och PP-celler som utsöndrar pankreaspolypeptid .
Pankreatiska stamceller har visat sig uppstå från celler som härrör från den utvecklande förtarmen under utveckling av däggdjur. Det har setts i det utvecklande embryot i steg E9.0 till E9.5 att det finns ett kluster av celler som ger upphov till bukspottkörteln. Dessa kluster har karakteriserats för att visa multipotenta egenskaper.
Utveckling
Bukspottkörteln är ett organ av endodermalt ursprung . Endodermen är bland de tre groddlager som utgör det utvecklande embryot . Ursprunget av pankreasvävnaden är från de dorsala och ventrala aspekterna av den bakre förtarmen. De kan observeras vid E9.0 till E9.5 under embryonal utveckling . Fusion av dessa knoppar sker under rotation av den utvecklande tarmen. Den sammansmälta och utvecklade bukspottkörteln består av pankreatiska enzymutsöndrande celler ( exokrina celler), matsmältningsenzymtransporterande celler (duktala celler) och hormonproducerande celler ( endokrina celler). Dessa endokrina celler utvecklas i diskreta områden i bukspottkörteln som kallas öarna.
Hos människor kan ryggknoppen observeras 26 dagar efter befruktningen. Emellertid kan cellöarna endast observeras 52 dagar efter befruktningen. Utvecklingen av betaceller föregår utvecklingen av andra endokrina celler i öarna. Alla öceller kan observeras under den första trimestern hos människa. Denna variation i utvecklingen av subtyper av cellöar beror på differentiellt genuttryck och induktionsvägar för progenitorceller.
Platser
Genetiska härstamningsspårningsexperiment har utförts av olika forskargrupper för att visa att cellklustren som kommer från den utvecklande förtarmen uttrycker en transkriptionsfaktor som kallas PDX1 (Pankreatisk och duodenal homeobox 1). Denna transkriptionsfaktor har visat sig ge upphov till de multipotenta stamcellslinjerna som bidrar till de endokrina, exokrina och ductala cellerna i bukspottkörteln. Dessa celler har visats vara rumsligt belägna vid spetsen av det förgrenade pankreasträdet. Senare har dessa celler visat sig härröra från ryggknoppen på den utvecklande bukspottkörteln. [ citat behövs ]
Pdx1 accepteras som den tidigaste markören för pankreasdifferentiering. Pdx1 har visat sig vara en markör för alla bukspottkörtelceller och mellantarmsceller. Pdx1-uttryck är empiriskt för att driva den utvecklande bukspottkörteln efter knoppstadiet där två knoppar (dorsal och lateral) av den omogna bukspottkörteln utvecklas. Notch-signalering har visat sig reglera antalet exokrina och endokrina celler i bukspottkörteln, men inte utan närvaron av Pdx1. Notch-signalering tillåter expansion av bukspottkörtelprogenitorer genom processen med lateral hämning .
Dessa celler har visat sig ha 28 gener som reglerar cellcykeln som ska uppregleras, vilket visar att de är proliferativa celler som har förmågan att ersätta och ge upphov till flera cellpopulationer i bukspottkörteln.
Reglering av specifikation
Pankreatiska stamceller har visat sig uppstå från det tidiga uttrycket av genen Mnx1 /Hlxb1 (Motor Neuron och pankreas homobox 1). Mnx1-uttryck har visat sig vara viktigt för utvecklingen av dorsal Pdx1, och fungerar därför som en nödvändig transkriptionsfaktor för specifikationen av förtarmsendoderm till Pdx1-uttryckande pankreatiska progenitorer. sätt krävs en annan uppsättning gener Gata4 (GATA-bindande protein 4) och Hnf1b /Tcf2 (HNF homobox B-gen) för utvecklingen av den ventrala knoppen av den utvecklande bukspottkörteln. Dessa gener reglerar uttrycket av Mnx1 i den ventrala knoppen, vilket leder till utvecklingsspecifikationen av de pankreatiska progenitorcellerna som uttrycker Pdx1. En gen Onecut1 /Hnf6 (transkriptionsfaktor 1 i en familjemedlem i en domän) är också ansvarig för det snabba uttrycket av Pdx1 i både ventrala och dorsala knoppar. Därför bidrar uttrycket av detta protein också till bildandet av dessa pankreatiska stamceller som uttrycker Pdx1. Det är viktigt att notera här att de utvecklande dorsala och ventrala knopparna karakteriseras som endoderm, och det är inte förrän uttrycket av Pdx1 (specifikation av endoderm till ett stamcellsmultipotent tillstånd) som övergången från endoderm till pankreatisk progenitor sker.
Det variabla antalet gener visar de multipla induktionsvägarna för den utvecklande endodermen , inneboende i endodermen (till exempel notch-signalering) eller från den intilliggande hjärt- mesodermen ( Sonic hedgehog -proteinhämning av fibroblasttillväxtfaktor ).
Skillnaden mellan bukspottkörtelprogenitorer från leverprogenitorer är också anmärkningsvärd, eftersom Hhex1 (hematopoietiskt uttryckt homeobox-gen) är ansvarig för uppkomsten av pankreatiska progenitorceller. I frånvaro av Hhex, (i Hhex dubbelnegativa möss) utvecklas levern men inte bukspottkörteln, vilket visar att Hhex tillåter divergerande specifikation av en pankreatisk progenitor snarare än att tillåta bildandet av en hepatisk progenitor.
Utveckla härstamningar
Pankreatiska progenitorceller har förmågan att differentiera till både endokrina och exokrina prekursorer.
Endokrina härstamning
De endokrina prekursorerna är en engagerad grupp av stamfader som utvecklas till alla endokrina celler i bukspottkörteln. Endokrina linjer utvecklas till Delta-celler , PP-celler, Epsilon-celler, Beta-celler och Alfa-celler . Alfaceller producerar glukagon och betaceller producerar insulin . Insulin och glukagon reglerar antagonistiskt glukoshomeostasen i däggdjurskroppen. PP-celler producerar pankreaspolypeptid som är en regulator av endokrina och exokrina sekret i bukspottkörteln och tarmen. Deltaceller som producerar somatostatin som är ett tillväxthormonhämmande hormon och har viktig funktion i regleringen av hormonproduktionen från hypofysens främre körtel. Epsilonceller producerar Ghrelin (hungerhormon) som är en neuropeptid som verkar på hjärnans hypotalamiska centrum, där den kopplar ihop med GHSR (tillväxthormonsekretagogiska receptorer) och förmedlar hunger.
Exokrina härstamning
Den exokrina progenitorcellen utvecklas till prekursorceller som uttrycker amylas. Dessa celler kan sedan identifieras i vävnad för att vara sekretoriska till sin natur och bidra till produktionen av pankreasenzymer.
Duktal härstamning
De ductala progenitorerna är en grupp prekursorer som utvecklas till ductala celler i bukspottkörteln. Dessa celler kantar kanalerna och kommer också från pankreatiska stamceller.
Markörer
De endodermala progenitorerna har visat sig uttrycka Hnf6 och Hnf1b, därför är Hnf6+/Hnf1b+-celler. På grund av undertryckandet av Sonic hedgehog-signalering, utvecklas pankreatiska progenitorceller och ger upphov till flera celllinjer. Pankreatiska stamceller är Nkx2.2+/Nkx6.1+/P48+-celler.
Endokrina celler
Endokrina progenitorceller utvecklas från pankreatiska stamceller under inverkan av Ngn3 (neurogenin 3). Detta cellöde-åtagande beror på uttrycket av Sox9 (Sry-relaterad HMB-box-transkriptionsfaktor 9) och undertryckande av Notch-signalering. Pankreatiska stamceller är därför Ngn3+/NeuroD+/IA1+/Isl1+/ Pax6 +-celler. Dessa celler utvecklas sedan till betacellspro-prekursorer under påverkan av Pax4. Betacellspro-prekursorer är MafB+/Pdx1+/Nkx2.2+-celler. Dessa betacellspro-prekursorer bestäms för att bilda betacellprekursorer som uttrycker Pax1. Slutligen mognar beta-cellsprekursorer till mogna vuxna betaceller som är Pdx1+/Nkx2.2+/Nkx6.1+/Pax6+/NeuroD+/MafA+.
Endokrina progenitorceller utvecklas också till deltacellspro-prekursorer som uttrycker Pax4 och Pax6. De bildar sedan Som+ deltacellprekursorceller. Dessa deltacellprekursorer mognar till deltaceller som är Brn+/Pax6+.
Dessutom bildar endokrina progenitorceller också Nkx2.2+ PP-cell-pro-prekursorer, som sedan bestäms för att bilda PP+ (Pankreatisk polypeptid) prekursorceller och senare PP-celler. Endokrina progenitorer är också ansvariga för att bilda epsilonceller.
Exokrina celler
Dessa progenitorceller utvecklas från pankreatiska progenitorceller och är P48+-celler. Dessa celler utvecklas till amylas+/P48+ mogna exokrina celler.
Duktal cell
Dessa celler uttrycker Hnf6 och kommer från pankreatiska stamceller. De är speciella eftersom deras morfologi och egenskaper liknar den hos bukspottkörtelns progenitorcell. Duktala cellprekursorer uttrycker Hnf6 innan de utvecklas till den mogna duktalcellen i bukspottkörteln.
Bukspottkörtelregenerering
Den regenerativa potentialen hos den vuxna bukspottkörteln har varit en central punkt för debatt. Många forskargrupper inklusive framstående forskare inom området har inte kunnat avgöra den verkliga närvaron eller frånvaron av dessa celler och deras funktion i bukspottkörtelns regenerering som deras namn antyder. Detta beror på att deras regenerativa potential i en experimentell miljö går förlorad. Nya studier visar dock att tillväxtfaktorer i TGF-beta- superfamiljen kan vara involverade i regenerering av pankreasceller. Mesenkymala stamceller från bukspottkörteln isolerade från duktala nedbrytningar har också visat sig ha en regenerativ potential under inverkan av vissa tillväxtfaktorer. De har också visat sig ge upphov till celler av minst två olika groddlager. Detta kan dock misstolkas som en endokrin prekursor snarare än en pankreatisk progenitorcell. Detta beror på en studie utförd av Zulweski och medarbetare, som visade närvaron av neurala stamcellsspecifika markörer i pankreaskanalen hos råttor. Dessa celler visade emellertid inte färgning för CK19 (cytokeratin 19), en duktal cellmarkör.
Forskning
Programmering av stamceller
Utvecklingen av ett protokoll som involverar den riktade genereringen av bukspottkörtelprogenitorer har utförts på hESCs ( human embryonala stamceller) . Dessa celler som visar en enorm potential i terapi för metaboliska sjukdomar i bukspottkörteln som diabetes, har programmerats till bukspottkörtelförfäder med hjälp av faktorer som efterliknar de utvecklingssignaler som en utvecklande endoderm skulle kräva för att bilda funktionell bukspottkörtelvävnad. hESCs har odlats på matrigel och får sedan differentiera till endoderm och senare definierade celler under påverkan av bFGF , EGF , BMP4 .
Se även
- Bukspottkörteln
- Progenitorceller
- Diabetes
- Stamcellsterapi
- Lista över mänskliga celltyper härledda från bakterielagren
| Källor/typer | |
|---|---|
| Cellstyrka |
|
| Relaterade artiklar | |
