2012年10月27日 訊 /生物谷BIOON/ --研究人員報(bào)道,，他們鑒定出控制淡水渦蟲(Schmidtea mediterranea)腸道生長(zhǎng)和再生的基因。相關(guān)研究結(jié)果刊登在Developmental Cell期刊上,。
美國(guó)伊利諾伊大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)教授Phillip Newmark說(shuō)，“動(dòng)物如何修復(fù)它們受損的內(nèi)臟器官一直沒有被很好地理解,。渦蟲是研究這種問(wèn)題的有用模型,。”
Newmark說(shuō)，在受損之后,，渦蟲能夠再生體內(nèi)缺失的部分,，包括任何受損的或缺失的器官，如腦部,、眼睛和腸道,。損傷引發(fā)一系列細(xì)胞事件。在渦蟲中,，專門的被稱作neoblast的非生殖干細(xì)胞發(fā)生分裂和產(chǎn)生用來(lái)重建功能完全的身體部分所需的的全部不同類型的細(xì)胞,。在切斷后留下的舊有組織獲得重建并與新的細(xì)胞整合在一起。
論文第一作者,、Newmark實(shí)驗(yàn)室博士后研究員David Forsthoefel想利用渦蟲腸道作為模型器官來(lái)研究協(xié)調(diào)這些細(xì)胞事件以便實(shí)現(xiàn)器官再生的分子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,，這部分上是因?yàn)楹苌儆袆?dòng)物能夠修復(fù)對(duì)它們的消化系統(tǒng)造成的嚴(yán)重性損傷。
Forsthoefel開發(fā)出一種方法來(lái)純化出來(lái)自渦蟲腸道的單個(gè)腸道細(xì)胞類型,。他和他的同事們鑒定出一千多個(gè)基因在腸道細(xì)胞中獨(dú)特表達(dá)的水平要比周圍組織中的高,。他們猜測(cè)其中的一些基因在腸道生長(zhǎng)和再生中發(fā)揮著重要作用，于是他們利用一種被稱作RNA干擾(RNAi)的技術(shù)來(lái)研究其中一部分基因的功能,。
他們能夠準(zhǔn)確描繪出特異性基因的功能,，比如,，參與建立合適的腸支(intestinal branch)圖案和產(chǎn)生能夠攝取營(yíng)養(yǎng)物的功能性腸道細(xì)胞的基因。
研究人員也鑒定出一種被稱作nkx-2.2的轉(zhuǎn)錄因子,，盡管它是在腸道中表達(dá)的,，但是也是在不同條件(包括遭受損傷后)下neoblast增殖所必需的。這種結(jié)果提示著腸道在調(diào)節(jié)干細(xì)胞分裂中發(fā)揮著一種潛在性的作用,。(生物谷Bioon.com)
doi: 10.1016/j.devcel.2012.09.008
PMC:
PMID:
An RNAi Screen Reveals Intestinal Regulators of Branching Morphogenesis, Differentiation, and Stem Cell Proliferation in Planarians
David J. Forsthoefel, Noëlle P. James, David J. Escobar, Joel M. Stary, Ana P. Vieira, Forrest A. Waters, Phillip A. Newmark
Planarians grow and regenerate organs by coordinating proliferation and differentiation of pluripotent stem cells with remodeling of postmitotic tissues. Understanding how these processes are orchestrated requires characterizing cell-type-specific gene expression programs and their regulation during regeneration and homeostasis. To this end, we analyzed the expression profile of planarian intestinal phagocytes, cells responsible for digestion and nutrient storage/distribution. Utilizing RNA interference, we identified cytoskeletal regulators required for intestinal branching morphogenesis and a modulator of bioactive sphingolipid metabolism, ceramide synthase, required for the production of functional phagocytes. Additionally, we found that a gut-enriched homeobox transcription factor, nkx-2.2, is required for somatic stem cell proliferation, suggesting a niche-like role for phagocytes. Identification of evolutionarily conserved regulators of intestinal branching, differentiation, and stem cell dynamics demonstrates the utility of the planarian digestive system as a model for elucidating the mechanisms controlling postembryonic organogenesis.
