Kmenové buňky střevního epitelu
STŘEVNÍ EPITEL (u hlodavců se kompletně obmění ~ po 4 dnech)
pohárkové buňky ­ hlen
Panethovy buňky ­ bakteriocidní faktory (lysozym, defensiny + TNFa)
epiteliální buňky (apikální mikrovili) ­ resorpce
Neuro / enteroendokrinní buňky ­ peptid. hormony
M-buňky ­ přenos antigenu k lymfocytům Peyerových plátů
kmenové buňky střevního epitelu
mesenchymální buňky ,,lamina propria"
fibroblasty, fibrocyty, endotelie, buňky hladké
svaloviny, a střevní subepiteliální myofibroblasty
- ISEMF (intestinal subepithelial myofibroblast)
které produkují růstové faktory regulující
proliferaci a diferenciaci epiteliálních buněk
(HGF, KGF, TGFb2)
endokrinní
pohárkové
epiteliální
Panethovy
tenké střevo
tlusté střevo
Předpokládá se, že všechny buňky
každé střevní krypty jsou potomky
jediné kmenové buňky
(klonální studie s chimérami)
Jednotlivé krypty
se pak množí dělením
(dané velikostí krypty)
Nejklíčovějších faktory regulující deferenciaci střevního epitelu
jsou Wnt, BMP a Notch. V případě tlustého střeva také gradient
NaBt (butyrát sodný), produkovaného bakteriemi v jeho lumen.
APC ­ adenomatous polyposis coli
Pozn. MSCs/BMSSCs se mohou integrovat do střevního epitelu, ale neplní
zde funkci epiteliálních buněk. Integerují se i do lamina propria, tvoří ISEMFs
a produkcí růstových faktorů podporují proliferaci střevního epitelu (viz. MSCs)
Sell 2004
Lgr5 jako součást Wnt signalizace a znak potenciálních ,,stem cell" střevního epitelu
(Barker 2007, Sato 2009)
intestinum
colon
žaludek
Tvorba krypt z potenciálních kmenových
buněk střevního epitelu in vitro
(Lgr5 pozitivních / Wnt sensitivních)
zelené - Lgr5 pozitivní buňky
Quiescentní, slow-cycling ­ long term stem cells
aktuální stem cells, pozice 4
Wnt insensitivní, klonogenní
Souhrn ­ střevní epitel (intestinum)
Intenzivně proliferující
potenciální stem cells, CBC ­ crypt base cells
Wnt responsivní, klonogenní
Transientně, diferenciačním dělením dělící se buňky
progenitory střeního epitelu, Wnt responsivní
zvýšující se exprese APC -> inhibice Wnt signalizace
Terminálně diferencované střevní epitelie
postupně apoptózující
Panethovy buňky
regulace obranných funkcí
?
Plíce
PLICNÍ EPITEL
(u hlodavců se kompletně obmění ~ po 100 dnech)
Proximální část plic
(trachea a velké průdušnice/bronchy)
- epiteliální buňky s ciliemi (Foxj1+)
- Clara a buňky podobné Clara buňkám
(Scgb1a1 ­ sekretoglobin+)
- bazální buňky (p63+)
- neuroendokrinní buňky
Distální část plic (průdušky, průdušinky a alveoli)
- epiteliální buňky s ciliemi (Foxj1+)
- Clara buňky (Scgb1a1+)
- varianta Clara buněk - Clara V
- neuroendokrinní buňky, tvořící neuroendokrinní
tělíska (NEBs, exprimují
od calcitoninu odvozený peptid ­ Cgrp+)
- buňky typu I a II v alveolech - pneumocyty. Typ II produkuje
proteinové surfaktanty, typ I těsně přiléhá ke kapilárám
- bronchoalveolární kmenové buňky (BASCs)
Opravné mechanismy v proximální části plic
basální
buňky (1)
SP buňky?
(2)
epitelie* (3)
* epiteliální buňky submukózních žlaz, mohou regenerovat epitel průdušnic
** nahrazují buňky s ciliemi po požkození oxidanty
Clara** (4)
buňky s
ciliemi (3)
?
BASC
(1,2) ClaraV
(1)
TA
progenitor
TA
progenitor
neuro-
endokrinní
buňky (6)
buňky s
ciliemi (3)
Clara
(4)
typ II
(5)
typ I
???
*
*umí to všechny Clara buňky ?!
naphtalen
NO2
naphtalen
bleomycin
Opravné mechanismy v distální části plic
multipotentí BASCs mají fenotyp
Sca1+, CD34+, CD45-, Sftpc/Scgb1a1+
Epiteliální kožní kmenové buňky ­ ESSCs
(Epithelial skin / epidermal stem cells)
Kůže ­ dermis (mesoderm -> mesenchym) + epidermis (ektoderm)
ESSCs (Integrin a6+/CD71-/K15+/K19+/CD34+)1 jsou
lokalizovány ve výduti po straně vlasové pochvy.
Odtud v případě potřeby migrují jak do bazální
vrstvy krycí epidermis, tak k základu vlasu
k dermální papile2. V základně vlasu, u dermální
papily, ESSCs vytváří ,,sekundární" populaci
kmenových buněk, odpovědných za růst vlasu.
V basální vrstvě epidermis dávají vznik aktivně
se dělícím keratinocytům, exprimujícím keratiny
K5 a K14. Po jejich přechodu do ,,stratum
spinosum" se tyto keratinocyty přestanou dělit
a nastupují proces terminální diferenciace
kdy keratiny K5/K14 jsou nahrazeny keratiny
K1 a K10. Poté dochází k syntéze bariérových
proteinů jako je involucrin, loricrin,..., zplošťování
buněk a jejich odumírání.
1 CD71 ­ receptor pro transferin
2 dermální papila je shluk mesenchymálních buněk reguljící růst chlupu
,,Niche" kožních kmenových buněk (kmenových buněk vlasového folikulu)
Fuchs et al.,2004
Reakce pokožkových SC na externí signály
Fuchs et al., 2004
ESSC
Tcf3+
pre-ORS ORS*
IRS*pre-IRS
matrix
(dřeň)
pre-cortex
cortex
(kůra)
sebocyt
pre-
sebocyt
commited
epidermis
mazové žlázyepidermis
vlasové pochvy
vlas
BMP
Wnt BMP
Noggin (dermal papila)
Lef1+
GATA3+
Tcf3, Lef1
cytokiny
transkripční faktory
*IRS ­ vnitřní vlasová pochva
ORS ­ vnější vlasová pochva
(inner / outer root sheath)
Specializace a signalizace v epidemis
Morfologie epidermis
a vlasové cibulky
Poznámka.
Epiteliální kmenové buňky
podobné ESSCs byly také
nalezeny v oční rohovce. Tyto
buňky jsou zde pravděpodobně
pouze bipotentní, avšak po jejich
přenosu do epidermis, se chovají
jako ESSCs a jsou multipotentní!
Ontogenetický vývoj vlasového folikulu
&
,,niche" kmenových buněk epidermis