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, TGFp2)
v endokrinní pohárkové
□ epiteliální Panethovy
tenké 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. Integrují 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)
Tvorba krypt z potenciálních kmenových buněk střevního epitelu in vitro
(Lgr5 pozitivních / Wnt sensitivních)
a!
<
'"'Ufo
Lumen
Crypt domain
■
Villus domain
Souhrn - střevní epitel (intestinum)
Quiescently slow-cycling - long term stem cells aktuální stem cells, pozice 4 Wnt insensitivní, klonogenní
?
Intenzivně proliferující potenciální stem cells, CBC - crypt base celis Wnt responsivní, klonogenní
V
Transientně, diferenciačním dělením dělící se buňky
progenitory střeního epitelu, Wnt responsivní zvyšující se exprese APC -> inhibice Wnt signalizace
Panethovy buňky regulace obranných funkcí
Terminálne diferencované střevní epitelie postupně apoptózující
http://www.hubrecht.eu/research/clevers/research.html
Homeostaze v intestinální kryptě jako výsledek
kompetice mezi symetrickým dělením Lgr5 pozitivních buněk
Intestinal Stem Cells at the Crypt Base
■—Paneih cel li ^ LgrS* Stem Celli
Ki^ľriUŕd 'liehe >f)j:_-ľ f^-r iu:ir tí-I h:
Symmetric stem tell divisions
Growth of surviving clones and extinction of neighboring clones
Crypts inevitably drift towards, donality
Snippert 2010
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
(Scgblal — 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
buňky s ciliemi (3)
* epiteliální buňky submukózních žlaz, mohou regenerovat epitel průdušnic ** nahrazují buňky s ciliemi po požkození oxidanty
Opravné mechanismy v distální části plic
*umí to všechny Clara buňky ?!
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)
Hair shaft
A
Dermal sheath
Hair Matrix * bulb DPj
Basal Lamina (Tnc,ß1,a6 integrins)
Dermal Sheath (CTGF)
WNT inhibitors (sFRPL DKK3,WIF1)
EC M
(Co16al,Sdc,TiMP2)
Fuchs et al.,2004
Reakce pokožkových SC na externí signály
-Fuchs et al., 2004
Specializace a signalizace v epidemis
Noggin (dermal papila) Tcf3|, Lef1|
*IRS - vnitřní vlasová pochva ORS - vnější vlasová pochva
(inner / outer root sheath)
BMP
mazové žlázy
cytokiny transkripční faktory
\ Lef1+     WĚ mk
VlMöW   Wnt    ^ 1
BMP
cortex
(kůra)
Anagen Growfng Hair Follicle Hair
Functional Cells
ögnggono
Y V
Differentiation V
Event?" ~ 1----
Holoclones in vitro
Epidermel Proliferative Unit (EPU) Cell Loss
Í
Functional Cells
Dividing Transit Variable Size (skin site, species)
lei rY rY
Comified Layer
Spi nosu m & granular Layers
Basal Layer
Hair Follicle Bulge
Lineage Ancestor Stem Cell
h
(Reserve Stem Cells)
Niche, environment, _position_
figrjn1
Y
v
71 Amplification uncertain
Self-maintenance Asymmetric divisions Slow cycle (quiescence) Label retention h6+, CD71-, K19+,
Morfologie epidermis a vlasové cibulky
Poznámka.
Epiteliální kmenové buňky podobné ESSCs byly také nalezeny v o č ní rohovce. Tyto buňky jsou zde pravděpodobně pouze bipotentní, avšak po jejich přenosu do epidermis, se chovají jako ESSCs a jsou multipotentní!
(A)
Basal keratinocjľtcs of epidermis
V
Derm j I fibroblasts
(C)
Inner Epidermis root sliCiUh \
Ddrma! papilla fibroblasis
IS
Melanin in early hair shaft
Dermal pupilki
.—Hair shaft
(G)
Jy- Sebaceous fW gland
HuliV.-
MelanucytCS
Ontogenetický vývoj vlasového folikulu
&
„niche" kmenových buněk epidermis
Epidermal layers
Hair lul li c te-, matrix
Lineages derived ľrnni
—Differentiation pathways supplied liilliculjr sLcm cells       by bulge stem cella