ДЛИНА ТОНКОГО КИШЕЧНИКА

Механизм элонгации и контроль

Sha Wang, Cristina Cebrian, Santiago Schnell, Deborah L. Gumucio. Radial WNT5A-Guided Post-mitotic Filopodial Pathfinding Is Critical for Midgut Tube Elongation. Developmental Cell, 2018; 46 (2): 173 DOI: 10.1016/j.devcel.2018.06.011

Более 40% нашего тонкого кишечника развивается еще до рождения. У взрослых длина этого органа втрое превышает длину тела. Синдром врожденного короткого кишечника может приводить к обезвоживанию, нарушению питания и потере веса в детском возрасте.

Новое исследование проверяло как растет развивающийся кишечник у мышей и установило неожиданное следствие клеточных событий, таких как вызывающим гибель, подобно представлению на сильно натянутом канате в цирке, чтобы орган достигал соотв. длины. Отсутствие координации может приводить к страшным последствиям.

Sha Wang, Ph.D., и её коллеги по Michigan Medicine оказались способны понять эту замысловатую хореографию в реальном времени на клетках кишечника мышей.

Развитие раннего тонкого кишечника или средней кишки начинается в виде трубки с гладкими стенками, которая подвергается быстрому росту. Под микроскопом тонкий слой клеток, выстилающих трубку, -- известных как эпителиальные клетки -- выглядит как будто он уложен в слои.

Ранее ученые полагали, что трубка растет в длину посредством перемещений клеток из этих явных штабелей (stacks) в один непрерывный слой.

"Если вы полагаете, что удлинение средней кишки осуществляется посредством конвергенции клеток, то это д. происходить за счет затягивания пояса (делая трубку тоньше). Но трубка становится шире," говорит Wang. Исследователи установили, что удлинение, скорее всего, происходит за счет быстрых клеточных делений.

A high-stakes process

Исследователи установили, что во время первой фазы развития средней кишки клетки очень высокие и тонкие. Ядро каждой клетки перемещается постоянно внутри эпителиального слоя, от основания (or basal) к поверхности верхушки (or apical). Др. словами, подобно артисту на трапециях, взбирающемуся на свою стартовую платформу.

"Перемещение связано с клеточным делением," говорит Wang. "Как только ядро оказывается на верхушке, то клетка подвергатся митозу и расщепляется на две новые клетки."

То что происходит затем является критическим. Ядра двух новых дочерних клеток д. опуститься обратно в базальный слой, чтобы возобновить клеточный цикл. Для одной дочерней клетки эта ступень простая: её ядро просто следует по тонкой длинной нити, наз. базальным отростком, обратно вниз.

Др. клетка д. проделать трудоёмкую работу; она должна выпустить руко-подобное выпячивание, наз. filopodium в правильном направлении, прежде чем ядро начнет опускаться обратно к базальной поверхности.

Divide and prosper

После тщательной проверки базального отростка, Wang отметил, что эта тонкая нить должна часто сама по себе подразделяться на 2 нити -- одну более длинную и прикрепляющуюся к основанию и одну короткую, которая будет втянута обратно и исчезнет.

Wang полагает, что реабсорбция филаменты может играть роль в разделении цитоплазмы, которая составляет большую часть тела каждой новой дочерней клетки.

"Наиболее интересным оказывается то, что клетка сохраняет один базальный отросток, который переходит к одной дочерней клетке," говори она. "Др. клетке необходимо найти соединение сзади на базальной стороне. Даже в случае. когда сохраняются оба базальных отростка, только один из них удерживается клеткой."

Wang полагает, что это полностью соответствует цели сделать одну клетку более гибкой для её приземления -- но клетка оказывается также перед лицом большего риска. Не закрепленная клетка, подоно не закрепленному акробату, оказывается между жизнью и смертью.

How cells find their way

Исследователи предполагают, что существует некоторая служба в виде направляющего сигнала, помогающая вновь сформированной клетке узнать каким путем вытягивать свой филоподий.

Они полагают, что белок, известный как WNT5A, который, по-видимому, помогает нервным клеткам отращивать подобные проекции, наз. аксонами. Этот белок отсылает сигнал от ткани, к которой новая не привязанная клетка д. испускать отросток, чтобы позволить ей вернуться назад к базальному слою.

Когда Wang удаляла WNT5A, то клетки оказывались неспособны направлять самих себя в правильном направлении и погибали.

И такое разобщение могло иметь ужасные последствия. "Согласно нашему мнению: даже гибель 10% клеток в средней кишке могла привести к укорочению длины."