H22, stamcellen en weefsel vernieuwing
Vernieuwing van de darm, de darm is het
eerste weefsel waarvan gevonden is dat het
stamcellen heeft, daarnaast is het het snelst
vernieuwende weefsel van het lichaam.
Nergens vindt zo snel renewal plaats als in de
darmen. Je ziet rechts villi weergegeven met
daarnaast crypten. Deze crypten bevatten
stamcellen en paneth cellen
(gedifferentieerde cellen). De gele cellen zijn
progenitor cellen die heel snel delen. Vanaf
het blauwe deel zijn ze al gedifferentieerd en
delen ze niet meer (terminaal
gedifferentieerd).
Darmvilli, in de villi heb je meerdere cellen:
- Absorberende cellen, vormen het
overgrote deel van de villi en nemen
voedingstoffen op vanuit het
darmlumen.
- Secreterende cellen, scheiden mucus uit.
Celtypen dunne darm, in de dunne darm treffen we 4 soorten gedifferentieerde cellen aan:
- Absorberende cellen, bevatten microvilli
die het oppervlakte nog eens extra
vergroten wat de absorptie van
voedingstoffen verbetert.
- Goblet cellen, is een secreterende cel die
slijm afgeeft om de darmen te beschermen
tegen pathogenen. In de mucus worden
namelijk immunoglobinen afgegeven.
Daarnaast dient het ook als mechanische
bescherming.
- Paneth cellen, bevinden zich in de crypten
tussen de stamcellen en zijn ook
secreterende cellen die stoffen af kunnen
geven om bacteriën te doden.
- Enteroendocrine cellen, zijn secreterend in de richting v/d basale lamina i.p.v. het lumen van
de darmen. Ze geven bv informatie aan de neuronen dat er genoeg gegeten is.
Stamcel definitie, stamcellen hebben de volgende kenmerken:
- Ze zijn niet gedifferentieerd
- Ze kunnen zonder limiet delen (zijn onsterfelijk)
- Elke dochtercel kan de beslissing maken of die ook een stamcel wordt of dat die gaat
differentiëren. *De differentiatie gaat via transit amplifying cells (progenitor cellen).
Adenoma, hierbij ontwikkelt het epitheel zich abnormaal. Een adenoma is nog een
goedaardige tumor, maar kan zich uiteindelijk wel kwaadaardig ontwikkelen. Bij 80%
van alle adenoma’s is APC gemuteerd. APC is van belang in de Wnt signaling en zonder
een goed functionerend APC eiwit, is Wnt signaling constitutief actief, waardoor een cel
blijft delen zelfs nadat die de crypt verlaten heeft.
Wnt signaling, APC is een regulator van β-catenine stabiliteit
(zie H15). In afwezigheid van Wnt wordt β-catenine afgebroken door
een degradatie complex. APC en Axin zijn scaffolding eiwitten die 2
, kinases binden: CK1 en GSK3. Deze kinases zorgen
dat β-catenine gefosforileerd wordt en uiteindelijk
wordt afgebroken. Als Wnt wel aanwezig is, bindt
het aan 2 receptoren: LRP en Frizzled. Deze
receptoren worden daardoor geactiveerd en
binden 1 v/d scaffolding eiwitten van het
destructie complex. Als gevolg wordt het
destructie complex niet gevormd en wordt β-
catenine niet afgebroken. Stabiel β-catenine gaat
naar de kern en helpt daar bij de activatie van
transcriptie van bepaalde target genen. Bij een
APC mutatie kan het dat β-catenine altijd stabiel
is, waardoor je altijd Wnt signaling hebt. Actieve
Wnt signaling resulteert in celdeling en dit moet
dus goed gereguleerd worden.
Wnt signaling regulatie, stamcellen moeten veel
delen en krijg vaak veel Wnt signaling.
Ongecontroleerde stamceldeling kan echter in
tumoren resulteren en de Wnt signaling moet dus goed gereguleerd worden. Dat gebeurt o.a.
middels Lgr5.
Lgr5, is een negatieve regulator van Wnt
signaling. Lgr5 komt enkel op stamcellen
voor (stamcelmarker). Als Wnt aanwezig is,
kan de Wnt receptor een E3 ligase binden,
waardoor het hele Wnt-receptor-E3-ligase
complex middels endocytose opgenomen
wordt. Hierbij komt Lgr5 nog niet om de
hoek kijken. Het ligand voor Lgr5 is R-
spondin en wanneer Lgr5 zijn ligand
gebonden heeft, zal het E3 ligase een
hogere affiniteit hebben voor Lgr5 dan de
Wnt receptor. Als gevolg wordt Lgr5 i.p.v. de
Wnt receptor opgenomen en afgebroken. Bij
A-B-C is R-spondin niet aanwezig en wordt
de Wnt receptor opgenomen, waardoor je
geen Wnt signaling krijgt. Bij D-E-F is R-spondin wel aanwezig, waardoor de Wnt receptor niet
opgenomen worden en Wnt signaling actief is. Als gevolg kan celdeling gestimuleerd worden. (In
beide gevallen is Wnt aanwezig.)
Cel lineage onderzoek middels LacZ insertie, in de afbeelding is te zien hoe
ze Lgr5 gebruikt hebben in cel lineage onderzoek met een duaal systeem. Ze
hebben bij deze cellen transfecties met 2 plasmiden uitgevoerd:
- Plasmide 1, bevat de Lgr5 promotor met daarachter GFP, daarna
komt een kleine linker en heb je een Cre recombinase gen. Cre
recombinase kan op bepaalde herkenningssequenties (LoxP sites)
knippen. Dit is echter niet zomaar een Cre, maar een Cre-
oestrogeenreceptor fusie. Het recombinase is daardoor alleen actief
als tamoxifen gebonden wordt (oestrogeen analoog). Inbrengen van
dit construct zorgt dat al je stamcellen groen worden, maar verder
nog niks. Je kan nu echter nog geen cel lineage bekijken, want de
dochtercellen die differentiëren zullen niet groen worden.
- Plasmide 2, bevat een promotor die in alle cellen tot expressie komt
met daarachter een LacZ sequentie. LacZ zet een bepaalde stof om
