Во время эмбрионального развития животные генерируют много разных типов клеток, каждый из которых имеет свою функцию и идентичность.
"Хотя идентичность этих клеток остается стабильной в нормальных условиях, некоторые клетки можно убедить принять новые идентичности путем перепрограммирования," говорит Бен Стэнджер, доктор медицинских наук, доцент кафедры гастроэнтерологии Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета.
Исследователи смогли экспериментально перепрограммировать клетки, но немногие из них показали, что клетки могут изменять свою идентичность при нормальных физиологических условиях в организме, особенно у млекопитающих.
В статье на обложке журнала Genes and Development за этот месяц Стангер, кандидат наук Килангсунгла Янгер, Ивэй Цзун, доктор философии, и их коллеги сделали это в печени мыши. Стангер также является исследователем в Исследовательском институте рака семьи Абрамсонов и в отделе клеточной биологии и биологии развития.
Печень взрослого человека содержит два основных типа клеток – гепатоциты и желчные клетки, которые сильно различаются по внешнему виду и функциям. Гепатоциты – это основной тип клеток в печени, где они синтезируют белки и другие макромолекулы и выводят токсичные вещества. С другой стороны, желчные клетки выстилают желчные протоки, которые переносят желчь из печени в тонкий кишечник, помогая переваривать жиры.
Используя чувствительный метод для маркировки и отслеживания того, как клетки развиваются и дифференцируются, исследователи обнаружили, что условная экспрессия активированного гена Notch1 превращает гепатоциты в желчные клетки. Notch – важный рецептор для передачи сигналов, указывающих клеткам, как развиваться.
Более того, после того, как исследователи повредили клетки печени различными токсинами, чтобы стимулировать заживление ран, они обнаружили, что в течение двух-трех недель гепатоциты самостоятельно активировали программу желчных клеток, приобретая форму и функцию желчных клеток. Эти изменения зависели от активации эндогенной передачи сигналов Notch.
"Это прямое доказательство того, что клетки могут превращаться из одного типа зрелых клеток в другой у живого животного в рамках нормальной реакции на травму," говорит Стангер. "Мы думаем, что усиление ранее существовавших отношений перепрограммирования клеток может быть еще одним способом создания клеток для лечения заболеваний, при которых не хватает желчных протоков, таких как холестаз."