Chomáční cela - Tuft cell - Wikipedia

3D obrázek myší chomáčkových buněk chomáčku : Volně plovoucí kryosekce byla imunoznačena markerem buněčných chomáčků (anti-fosfo-specifická protilátka proti Girdin tyrosin-1798; protilátka pY1798 od Immuno-Biological Laboratories) podle zavedené metody (Kuga D et al. Journal of Histochemistry & Cytochemistry 65 (6) 347-366, Mizutani Y et al. Journal of Visualized Experiments (133) e57475). VZOREK: Kryosekční volně plovoucí DDY myší jejunum (zelená: fosfo-Girdin na tyrosinu 1798, červená: phalloidin, modrá: DAPI) připravená Iidou M, Tanakou M, Asai M. v Institutu pro vývojový výzkum, Aichi Human Service Center (Kasugai Japonsko ). 3D video upravil Ito T (Nikon Instech Japan). MIKROSKOP: NIKON A1R-TiE. OBJEKTIVNÍ ČOČKA: Plan Apo λ 60x olej.

Chomáčové buňky jsou chemosenzorické buňky v epiteliální výstelka střev. Podobné všívané buňky se nacházejí v respirační epitel kde jsou známí jako kartáčové buňky.[1] Název „chomáč“ označuje štětec mikrovilli vyčnívající z buněk. Obvykle je přítomno velmi málo chomáčkovitých buněk, ale bylo prokázáno, že v době a parazitární infekce.[2] Několik studií navrhlo úlohu buněk chomáčů v obraně proti parazitické infekci. Ve střevě jsou jediným zdrojem vylučovaných buněk trsy interleukin 25 (IL-25).[3][4][5]

ATOH1 je vyžadován pro specifikaci chomáčkových buněk, ale ne pro udržování zralého diferencovaného stavu a vyřazení Zářez vede ke zvýšenému počtu buněk chomáčku.[5]

Lidské chomáčové buňky

Lidský gastrointestinální (GI) trakt je po celé délce plný chomáčkových buněk. Tyto buňky byly umístěny mezi kryptami a klky. Na bazálním pólu všech buněk byl exprimován DCLK1. Neměli stejnou morfologii, jak byla popsána ve studiích na zvířatech, ale vykazovali vrcholový okraj štětce stejné tloušťky. Kolokalizace synaptophysinu a DCLK1 byla nalezena v duodenum To naznačuje, že tyto buňky hrají v této oblasti neuroendokrinní roli. Specifickým markerem buněk střevního chomáčku je mikrotubulová kináza - kináza 1 s dvojitým kortinem (DCLK1). Buňky chomáče, které jsou pozitivní v této kináze, jsou důležité při gastrointestinální chemosenzaci, zánětu nebo mohou provádět opravy po úrazech ve střevě.[6]

Funkce

Jedním z klíčů k pochopení role svazkových buněk je to, že sdílejí mnoho charakteristik s chemosenzorickými buňkami v chuťových buňkách. Například exprimují mnoho chuťových receptorů a chuťových signalizačních zařízení. To by mohlo naznačovat, že chomáčové buňky by mohly fungovat jako chemoreceptivní buňky, které dokážou vnímat mnoho chemických signálů kolem sebe. S novým výzkumem však vyplývá, že chomáčové buňky mohou být také aktivovány aparátem chuťových receptorů. Ty mohou být také spuštěny různými malými molekulami, jako jsou sukcinát a aeroalergeny. Je známo, že chomáčové buňky vylučují různé molekuly, které jsou důležité pro biologické funkce. Díky tomu fungují chomáčové buňky jako senzory nebezpečí a spouští sekreci biologicky aktivních mediátorů. Navzdory tomu jsou signály a mediátoři, které vylučují, zcela závislé na kontextu. Například chomáčové buňky, které jsou v močová trubice reagují na hořké sloučeniny aktivací chuťového receptoru. To pak vede ke zvýšení intracelulárního Ca2 + a uvolnění acetylcholin. Předpokládá se, že to potom spustí aktivaci různých dalších buněk v blízkosti, což pak vede k reflexu detruzoru močového měchýře a většímu vyprázdnění měchýř.[7]

Chomáčové buňky v imunitě typu 2

Bylo objeveno, že chomáčové buňky ve střevech myší jsou aktivovány parazitickými infekcemi. To vede k sekreci IL25. IL25, který je klíčovým aktivátorem vrozených lymfoidních buněk typu 2. To pak iniciovalo a zesilovalo reakci typu 2 na cytokiny, charakterizovanou sekrecí cytokinů z buněk ILC2.[7] Remodelace tkáně během imunitní odpovědi typu 2 je založena na cytokinu iterleukinu (IL) -13. Tento interleukin je produkován hlavně skupinou 2 vrozené lymfoidní buňky (ILC2s) a typu 2 pomocné T buňky (Th2s) se sídlem v lamina propria. Také během infekce červy dramaticky stoupá množství chomáčkových buněk. Hyperplázie chomáčkových buněk a pohárových buněk je charakteristickým znakem infekce typu 2 a je regulována dopředným signálním obvodem. IL-25 produkovaný chomáčovými buňkami indukuje produkci IL-13 pomocí ILC2 v lamina propria. IL-13 pak interaguje s nepotvrzenými epitelovými předky, aby ovlivnil jejich výběr linie směrem k pohárkovým a chomáčkovým buňkám. Výsledkem je, že IL-13 je zodpovědný za dramatickou remodelaci enterocytového epitelu na epitel, kterému dominují chomáčkové a pohárkové buňky. Bez IL-25 z buněk chomáčků je clearance šneku zpožděna. Imunitní odpověď typu 2 je založena na chomáčkovitých buňkách a odpověď je výrazně snížena bez přítomnosti těchto buněk, což potvrzuje důležitou fyziologickou funkci těchto buněk během infekce červy.[8] Aktivace buněk Th2 je důležitou součástí této zpětnovazební smyčky. Aktivace buněk chomáčku ve střevě souvisí s metabolitem sukcinátem, který je produkován parazitem a váže se na specifický receptor buněk chomáčku Sucnr1 na jejich povrchu. Role buněk střevního trsu může být také důležitá pro místní regeneraci ve střevě po infekci.[7]

Morfologie

Buňky chomáče byly poprvé identifikovány v průdušnice a gastrointestinální trakt u hlodavců, vzhledem k jejich typické morfologii, do elektronová mikroskopie. Charakteristický tubulovesikulární systém a apikální svazek mikrofilamenta které jsou spojeny s chomáčem dlouhými a silnými mikroklky, dosahujícími do lumenu, jim dalo jméno.[1] Toto číslo dalo těmto buňkám jejich jméno a celou všívanou morfologii. Distribuce a velikost mikroklků buněk chomáčků se velmi liší od enterocyty ten soused je. Buňky chomáčů také ve srovnání s enterocyty nemají terminální síť na bázi apikálních mikroklků.[9] Dalšími charakteristikami chomáčkovitých buněk jsou: poměrně úzká apikální membrána, která způsobuje, že chomáčkovité buňky jsou nahoře viditelné jako sevřené, prominentní mikrofilamenta z aktin které sahají až k buňce a končí těsně nad jádrem, obrovské, ale převážně prázdné apikální váčky, které tvoří tubulovesikulární síť, na apikální straně jádra buněk je Golgiho aparát, nedostatek drsných endoplazmatické retikulum a desmosomy s těsným spojem, který fixuje chomáčkovité buňky k jejich sousedům.[8] Tvar těla chomáčkové buňky se liší a závisí na orgánu. Buňky chomáčku ve střevě jsou válcovité a úzké na apikálním a bazálním konci. Alveolární trsy jsou ve srovnání s buňkami střeva a trsu žlučníku plochější. Rozdíly v buňkách chomáčů mohou odrážet specifické funkce jejich orgánů. Buňky chomáčku exprimují chemosenzorické proteiny TRPM5 a a-gustducin. Tyto proteiny naznačují, že sousední neurony mohou inervovat chomáčkovité buňky.[9]

Buňky chomáče lze identifikovat barvením na cytokeratin 18, neurofilamenty, aktinová vlákna, acetylovaný tubulin a DCLK1, aby se rozlišily buňky chomáčku a enterocyty.[5]

Buňky chomáče se nacházejí ve střevě a žaludku a jako buňky plicního kartáčku v dýchacích cestách, od nosu po alveoly.[10]

Chomáčové buňky v nemoci

Ztráta tolerance vůči antigenům, které se objevují v prostředí, způsobují Zánětlivá onemocnění střev (IBD) a Crohnova nemoc (CD) u lidí, kteří jsou geneticky náchylnější. Kolonizace helmintem indukuje imunitní odpověď typu 2, způsobuje hojení sliznic a dosahuje klinické remise. Během intenzivní infekce mohou buňky chomáčku vytvořit svou vlastní specifikaci a hyperplazie buněk chomáčku je klíčovou reakcí na vypuzení červa. To ukazuje, že modulace funkce chomáčkových buněk může být účinná při léčbě Crohnovy choroby.[11]

Helminthové infekce

Ukázalo se, že chomáčové buňky používají chuťové receptory při detekci mnoha různých druhů helmintů. Clearance helmintu u myší, kterým chyběla funkce chuťového receptoru (Trpm5 nebo / -gustducin KO) nebo dostatek chomáčků (Pou2f3 KO), byla ve srovnání s myšmi divokého typu narušena. To ukazuje, že shluky buněk jsou důležité při ochranném působení během helmintových infekcí. Bylo pozorováno, že IL-25 odvozený z chomáčkových buněk zprostředkovává ochrannou odpověď a vyvolává imunitní odpovědi typu 2.[12]

Historie a distribuce

Buňky chomáče byly poprvé objeveny v průdušnice z krysa a v myš žaludek.[5]

Na konci 20. let sledoval Dr. Chlopkov projekt vývojových stádií pohárových buněk, které jsou ve střevech. V mikroskopu našel buňku se svazkem neobvykle dlouhých mikrovilií stoupajících do lumen střeva. Myslel si, že našel ranou fázi střeva pohárová buňka ale byla to vlastně první zpráva o nové epiteliální linii, kterou nyní nazýváme chomáčková buňka. V roce 1956 dva vědci: Rhodin a Dalhamn popsali chomáčkovité buňky v průdušnici krysy a později během téhož roku našli Järvi a Keyriläinen podobné buňky v myším žaludku.[8]

Buňky chomáče jsou obvykle umístěny ve sloupcových orgánech odvozených z endoderm. U hlodavců byly s konečnou platností nalezeny. Například v průdušnici, brzlíku, žlázovém žaludku, žlučníku, tenkém střevě, tlustém střevě, sluchové trubici, pankreatickém vývodu a močové trubici. Buňky chomáče jsou většinou izolované buňky a zabírají <1% epitelu. V myších žlučníku a potkaní žluči a pankreatu jsou chomáčové buňky hojnější, ale stále izolované.[8]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Gerbe F, Jay P (listopad 2016). „Buňky střevního trsu: epiteliální sentinely spojující luminální narážky s imunitním systémem“. Slizniční imunologie. 9 (6): 1353–1359. doi:10.1038 / mi.2016.68. PMID  27554294.
  2. ^ Leslie M (28. března 2019). „Vědci se blíží stoleté záhadu a zjišťují, co dělají„ chomáčkové buňky “těla.“ Věda. doi:10.1126 / science.aax4947.
  3. ^ Harris N (březen 2016). "IMUNOLOGIE. Tajemná chomáčková buňka v imunitě". Věda. 351 (6279): 1264–5. Bibcode:2016Sci ... 351.1264H. doi:10.1126 / science.aaf5215. PMID  26989236. S2CID  206648737.
  4. ^ Howitt MR, Lavoie S, Michaud M, Blum AM, Tran SV, Weinstock JV a kol. (Březen 2016). „Buňky chomáčku, chuťově-chemosenzorické buňky, organizují imunitu parazita typu 2 ve střevě“. Věda. 351 (6279): 1329–33. Bibcode:2016Sci ... 351.1329H. doi:10.1126 / science.aaf1648. PMC  5528851. PMID  26847546.
  5. ^ A b C d Gerbe F, Legraverend C, Jay P (září 2012). "Buňky chomáčku střevního epitelu: specifikace a funkce". Buněčné a molekulární biologické vědy. 69 (17): 2907–17. doi:10.1007 / s00018-012-0984-7. PMC  3417095. PMID  22527717.
  6. ^ O'Donnell, Anne Marie; Nakamura, Hiroki; Puri, Prem (10.11.2019). ""Tuft Cells „: New Player in Hirschsprung's Disease“. European Journal of Pediatric Surgery. 30 (1): s – 0039–1700549. doi:10.1055 / s-0039-1700549. ISSN  0939-7248. PMID  31707728.
  7. ^ A b C Nevo S, Kadouri N, Abramson J (červen 2019). "Buňky chomáčku: Od sliznice k brzlíku". Imunologické dopisy. 210: 1–9. doi:10.1016 / j.imlet.2019.02.003. PMID  30904566.
  8. ^ A b C d von Moltke J (2018). "Buňky střevního chomáčku". Fyziologie gastrointestinálního traktu. Elsevier. 721–733. doi:10.1016 / b978-0-12-809954-4.00031-1. ISBN  978-0-12-809954-4. Citováno 2020-01-29.
  9. ^ A b Banerjee A, McKinley ET, von Moltke J, Coffey RJ, Lau KS (květen 2018). „Interpretace heterogenity ve struktuře a funkci buněčných trsů. The Journal of Clinical Investigation. 128 (5): 1711–1719. doi:10.1172 / JCI120330. PMC  5919882. PMID  29714721.
  10. ^ Reid L, Meyrick B, Antony VB, Chang LY, Crapo JD, Reynolds HY (červenec 2005). „Tajemná buňka plicního štětce: buňka při hledání funkce“. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 172 (1): 136–9. doi:10,1164 / rccm. 200502-203WS. PMC  2718446. PMID  15817800.
  11. ^ Banerjee A, Herring CA, Simmons AJ, Kim H, McKinley ET, Chen B a kol. (Květen 2019). „526 - Úloha specifikace a funkce buněk chomáčku při zánětlivé ileitidě“. Gastroenterologie. 156 (6): S – 106. doi:10.1016 / s0016-5085 (19) 37056-8.
  12. ^ Steele SP, Melchor SJ, Petri WA (listopad 2016). "Buňky chomáčů: noví hráči v kolitidě". Trendy v molekulární medicíně. 22 (11): 921–924. doi:10.1016 / j.molmed.2016.09.005. PMC  5159242. PMID  27717671.