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Voies de signalisation requises pour l'extension des cellules bêtas productrices d'insuline

Le diabète de type 1, qui désigné sous le nom du diabète de type 1, résulte de la destruction sélectrice des cellules bêtas productrices d'insuline d'îlot pancréatique par le système immunitaire de l'organisme.

Des cellules bêtas d'îlot sont répandues dans tout le pancréas et se composent de deux types de cellules : alpha cellules, qui effectuent le glucagon, une hormone qui élève le niveau du glucose (sucre) dans le sang, et les cellules bêtas, qui effectuent l'insuline.

L'article paraît dans le tourillon de la biochimie.

« Notre travail concentré sur les cellules souche de guidage, ou les ancêtres de pancréas, pour différencier dans des cellules bêtas. Cette approche a exigé que nous augmentons le nombre d'ancêtres de pancréas en trouvant les signes qui les font proliférer. Elle a également exigé que nous comprenons le « cues" qui activent des cellules souche pour nous transformer en cellules bêtas productrices d'insuline, » dit Nora Sarvetnick, Ph.D., un professeur de recherches de Scripps au Service d'Immunologie.

L'objectif général de cette étude de cinq ans, financé par les instituts de la santé nationaux, était de découvrir les rôles de deux proteins-BMP4 et Identification-dans entraîner la prolifération ou l'extension des ancêtres pancréatiques. Hong Hua, un boursier post-doctoral dans le laboratoire de Sarvetnick, était l'auteur important de cette étude.

L'étape progressive des cellules souche pancréatiques aux cellules bêtas est régie par l'expression des protéines principales, y compris une classe des facteurs appelés de transcription de bHLH de protéines qui règlent l'expression du gène. Les Ids (inhibition des facteurs de différenciation) sont une famille des protéines impliquées dans un certain nombre de processus cellulaires, y compris la prolifération cellulaire. Le rôle principal des protéines d'identification est de gripper à, et d'empêcher, le fonctionnement des protéines de bHLH, y compris ceux qui sont importants dans le développement de pancréas. Par conséquent, les protéines d'identification ont pu gripper aux protéines de bHLH dans le pancréas se développant et les empêcher de différencier dans les cellules productrices d'insuline matures et, en même temps, les faire proliférer.

« Intéressant, l'expression des protéines d'identification est induite par des objectifs (BMPs) de protéines morphogénétiques osseuses dans un autre type de cellules, » dit Sarvetnick. « Nous avons voulu savoir si le véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie peut entraîner une augmentation d'expression d'identification, et si ceci aurait comme conséquence la prolifération des cellules souche. »

Son travail a comporté plusieurs techniques pour évaluer ces hypothèses, y compris l'utilisation des cellules de l'ancêtre AR42J de pancréas et des modèles transgéniques de souris. Les caractéristiques de l'équipe ont expliqué que la signalisation BMP4 est nécessaire et suffisante pour la prolifération des cellules d'ancêtre d'AR42J, et que cet accroissement est marqué avec une augmentation d'expression d'identification. Le groupe a également fait l'immunohistochimie souillant pour prouver que des protéines de véhicule blindé amphibie soviétique d'infanterie et d'identification sont trouvées en abondance dans le pancréas embryonnaire de souris, qui contient les cellules souche de prolifération.

Une source possible des cellules pancréatiques d'ancêtre est pensée pour dériver des cellules épithéliales de conduit de pancréas. Le pancréas du modèle de souris que le laboratoire de Sarvetnick a employé contient une abondance de cellules souche régénératrices des conduits. « D'une manière primordiale, nous avons trouvé cela si nous injectons un anticorps qui empêche BMP4 dans ces souris, ce sensiblement réduit le nombre de cellules de prolifération de conduit. Nous avons également trouvé cela dans l'inhibition de ces souris des résultats BMP4 dans une augmentation de l'expression d'un facteur protéine-dépendant PAX6 de bHLH, qui est exigé pour la différenciation finale des cellules d'îlot pancréatique. »

Les résultats du groupe indiquent que la stimulation BMP4 bloque la différenciation des cellules endocriniennes d'ancêtre par l'admission de l'identification, qui, dans son bivalent, introduit leur extension, indiquant un paradigme nouveau de la signalisation qui explique le reste entre l'extension et la différenciation des ancêtres épithéliaux pancréatiques.

« Les complications des diabetes mellitus imposent d'énormes coûts médicaux, économiques, et sociaux au patient et au système de soins. Ces expériences fournissent des analyses nouvelles dans les voies de signalisation qui sont exigées pour l'extension des cellules souche de pancréas, » dit Sarvetnick. « Notre travail peut fournir commencer sont dirigés vers améliorer l'efficacité des demandes de règlement pour des patients et peut-être la prévention de la maladie clinique. »

« On ne le connaît pas dans quelle mesure le remontage des cellules productrices d'insuline se produit pendant la phase du diabète quand ces cellules sont activement éliminées, » dit Alberto Hayek, un professeur de la pédiatrie à l'Université de Californie, San Diego et directeur scientifique de l'institut de Whittier pour le diabète. « Le remontage peut se produire aux dépens de l'auto-réplication des cellules bêtas encore-intactes, ou aux dépens de la réplication et promouvoir la différenciation des cellules de précurseur dans les cellules endocriniennes neuves. Si ces cellules surgissent dans les conduits pancréatiques, car le travail de M. Sarvetnick's a précédemment montré dans des modèles animaux développés dans son laboratoire, l'identification des protéines (véhicules blindés amphibies soviétique d'infanterie) décrites dans cette recherche est une étape importante pour l'application possible des traitements visés augmentant un groupe de cellules qui deviendront productrices d'insuline. »