39.4: Bağırsak Kök Hücrelerinin Yenilenmesi

Bağırsak epitel astarı her 4 ila 5 günde bir hızla yenilenir. Yenilenme, her villusun dibinde bulunan bir bez olan kriptin tabanında bulunan bağırsak kök hücreleri (ISC'ler) tarafından kolaylaştırılır. ISC'ler yeni kök hücreler ve progenitör yavru hücreler oluşturmak için asimetrik olarak bölünür. Yavru hücrelere, kript boyunca yukarı doğru hareket eden ve goblet, entero-endokrin ve Paneth hücreleri dahil olmak üzere emici hücrelere (enterositler veya salgı hücreleri) farklılaşan transit çoğaltıcı (TA) hücreler denir.

Farklılaşmış hücrelerin farklı işlevleri vardır. Emici hücreler veya enterositler bağırsak epitel hücre popülasyonunun %90'ını oluşturur. Besinlerin ve elektrolitlerin emilimi ve taşınmasında rol oynarlar. Goblet hücreleri bağırsak mukozasını koruyan mukus salgılar. Enteroendokrin hücreler, hücre çoğalmasına ve sindirim faaliyetlerine yardımcı olan hormonları salgılar. Paneth hücreleri lizozim gibi antibakteriyel proteinler salgılar ve aynı zamanda kök hücrelerin çoğalmasında da rol oynar.

Bağırsak kök hücre çoğalması ve göçü, deney farelerinin bağırsak dokularına radyoaktif timidin enjekte edilen bir etiketleme yöntemi kullanılarak belirlendi. Aktif olarak bölünen hücreler, S fazı sırasında radyoaktif timidin’i DNA'larına dahil eder. Aynı hücre bölündüğünde, yeni yavru hücreler arasında dağıtıldıkça etiketin yoğunluğu azalır ve bu daha sonra ölçülebilir. Bu deneye dayanarak, transit çoğaltıcı hücreler olarak da bilinen hızlı bölünen hücrelerin kriptin orta ve üst kısımlarında yavaş bölünen kök hücrelerin ise kriptinin alt kısmında Paneth hücrelerinin arasında yer aldığı tespit edilmiştir. Paneth hücreleri arasında. Paneth hücreleri dışındaki farklılaşmış olgun epitel hücreleri parmak benzeri çıkıntılarda veya villuslarda bulunur.

ISC'lerin kimliği ve konumu için iki model önerilmiştir: kök hücre bölgesi modeli ve +4 hücre modeli. Cheng ve Leblond, kök hücrelerin Paneth hücreleri arasına serpiştirildiğini buldukları kök hücre bölgesi modelini önerdiler. Bu hücrelere 'kript sütun tabanlı' veya CBC hücreleri adını verdiler. Chris Potten ve meslektaşları +4 kök hücre modelini önerdiler. DNA etiketleme yöntemini kullanarak bu hücrelerin Paneth hücrelerinden 4. pozisyonda yer aldığını, dolayısıyla ‘+4 hücre’ adını verdiklerini buldular.

Son çalışmalar, CBC hücrelerinin bağırsak epitelinin yenilenmesine katılan ISC'ler olduğunu, +4 hücrelerinin ise hareketsiz olduğunu ve yaralanma veya stres durumunda aktif hale geldiğini göstermiştir. Bu gibi durumlarda, +4 hücreleri, sonunda stresten zarar gören hücrelerin yerini alacak progenitör hücrelerin oluşmasına neden olur.

İnce bağırsağın astarı, iki bölgeye ayrılmış tek bir epitel hücresi tabakasıdır. Üst bölge villus adı verilen parmak benzeri çıkıntılardan, alt bölge ise proliferatif kriptlerden oluşur.

Kriptin alt kısmı, farklılaşmış Paneth hücreleri arasında dağıtılan farklılaşmamış bağırsak kök hücreleri veya ISC'leri içerir. Lgr5 reseptör ekspresyonu, bu ISC'leri çevredeki hücrelerden ayırır.

Paneth hücreleri, ISC'lerin sürdürülmesinde ve çoğalmasında önemli bir rol oynayan lokalize Wnt sinyalleri üretir.

Çevredeki diğer niş hücreler R-spondin salgılar. R-spondin, Lgr5 reseptörüne bağlanır ve hücre içi Wnt sinyalini arttırır.

Wnt ligandları ve R-spondin tarafından tetiklenen yollar, ISC'lerin bölünmesine ve yavru hücrelerin yukarı doğru göçüne yol açar. Yavru hücreler daha sonra daha fazla bölünür ve transit amplifiye edici veya TA hücrelerine farklılaşmaya başlar.

TA hücreleri daha sonra terminal olarak dört hücre tipine farklılaşır. Emici, kadeh ve enteroendokrin hücreler villusa hareket eder ve Paneth hücreleri kript'e göç eder.