장 줄기세포의 재생

장 상피 내막은 4~5일마다 빠르게 재생됩니다. 재생은 각 융모의 바닥에 위치한 샘인 선와의 기저부에 위치한 장 줄기세포(ISC)에 의해 촉진됩니다. ISC는 비대칭적으로 분열하여 새로운 줄기 세포와 전구 딸 세포를 형성합니다. 딸 세포는 선와를 따라 위쪽으로 이동하고 잔 세포, 장 내분비 세포 및 파네스 세포를 포함하는 흡수 세포(장세포 또는 분비 세포)로 분화하는 통과 증폭(TA) 세포라고 합니다.

분화된 세포는 뚜렷한 기능을 가지고 있습니다. 흡수 세포 또는 장세포는 장 상피 세포 집단의 90%를 구성합니다. 이는 영양소와 전해질의 흡수와 운반에 관여합니다. 잔 세포는 장 점막을 보호하는 점액을 분비합니다. 장내분비세포는 세포 증식과 소화 활동을 돕는 호르몬을 분비합니다. 파네스세포는 리소자임 등의 항균 단백질을 분비하고 줄기세포의 증식에도 관여한다.

장 줄기세포의 증식과 이동은 방사성 티미딘을 실험쥐의 장 조직에 주입하는 표지법을 이용하여 측정하였다. 활발하게 분열하는 세포는 S기 동안 방사성 티미딘을 DNA에 통합합니다. 동일한 세포가 분열할 때 새로운 딸세포 사이에 분포되면서 표지의 강도가 감소하며 이를 정량화할 수 있습니다. 본 실험을 통해 선와의 중간과 상부에는 통과증폭세포라고도 불리는 빠르게 분열하는 세포가 존재하고, 선와 하부에는 천천히 분열하는 줄기세포가 존재함을 확인하였습니다. 파네스 세포 사이. Paneth 세포를 제외한 분화된 성숙한 상피 세포는 손가락 모양의 돌기 또는 융모에 존재합니다.

ISC의 식별과 위치에 대해 두 가지 모델, 즉 줄기 세포 구역 모델과 +4 세포 모델이 제안되었습니다. 쳉과 레블론드는 줄기세포가 파네스 세포 사이에 산재해 있다는 것을 발견한 줄기세포 영역 모델을 제안했습니다. 이들은 이 세포를 'crypt base columnar' 또는 CBC 세포라고 명명했습니다. 크리스 포튼과 동료들은 +4 줄기 세포 모델을 제안했습니다. DNA 표지 방법을 이용하여 이 세포들이 파네스 세포의 4번째 위치에 위치한다는 사실을 발견하여 '+4 세포'라는 이름이 붙었습니다.

최근 연구에 따르면 CBC 세포는 장 상피 재생에 참여하는 ISC인 반면 +4 세포는 정지 상태이며 부상이나 스트레스에 따라 활성화되는 것으로 나타났습니다. 그러한 경우 +4 세포는 결국 스트레스로 인해 손상된 세포를 대체하는 전구 세포를 생성합니다.