Одредени метаболити поврзани со матични клетки функционираат во цревните молекули наречени
Биолозите на МИТ открија неочекуван ефект на диета со кетогени или масти богати: Тие покажаа дека високи нивоа на кетонски тела, молекули произведени од распаѓањето на маснотиите кои помагаат во одржување на голем базен на возрасни матични клетки, се клучни за што ја одржува цревната мукоза здрава.
Истражувачите исто така откриле дека цревните матични клетки произведуваат ненормално високи нивоа на кетонски тела дури и во отсуство на диета со многу маснотии. Овие кетонски тела активираат позната сигнална патека наречена изрез, претходно докажано дека помага во регулирање на диференцијацијата на матичните клетки.
„Кетонските тела се еден од првите примери за тоа како метаболит ја покажува судбината на матичните клетки во цревата“, вели Омер Јилмаз, вонреден професор по биологија за развој на кариера „Ironелезо и Чанг“ и член на Институтот за интегрален карцином на МИТ Кох. „Овие кетонски тела, за кои обично се смета дека играат клучна улога во одржувањето на енергијата за време на хранлив стрес, ја користат патеката Notch за да ја подобрат функцијата на матичните клетки. Промените во нивото на кетонско тело и во различни хранливи состојби или диети им овозможуваат на матичните клетки да се прилагодат на различните претстави “.
Во студија со глувци, истражувачите откриле дека кетогената диета им дава на цревните матични клетки регенеративен поттик што ги прави подобро способни да се опорават од оштетување на цревната обвивка, во споредба со матичните клетки на глувците на нормална диета.
Јилмаз е постар автор на студијата, која се појави во изданието на Cell на 22 август. Пост-доктор на МИТ, Чиа Веи Ченг е главниот автор на весникот.
Неочекувана улога
Возрасните матични клетки, кои можат да се разликуваат во многу различни видови клетки, се наоѓаат во ткивата низ целото тело. Овие матични клетки се особено важни во цревата, бидејќи цревната обвивка се заменува на секои неколку дена. Лабораторијата Јилмаз previously претходно покажа дека постот ја зголемува функцијата на матични клетки кај стари глувци, диетата со многу маснотии може да го стимулира брзиот раст на популацијата на матични клетки во цревата.
Во оваа студија, истражувачите сакале да ја испитаат можната улога на метаболизмот во функцијата на цревните матични клетки. Анализирајќи ги податоците за изразување на гени, Ченг открил дека неколку ензими вклучени во производството на кетонски тела се повеќе во цревните матични клетки отколку во другите видови на клетки.
Кога се консумира диета со многу маснотии, клетките ги користат овие ензими за разградување на маснотиите во кетонски тела, кои телото може да ги користи за гориво, во отсуство на јаглехидрати. Сепак, бидејќи овие ензими се толку активни во цревните матични клетки, овие клетки имаат ненормално високи нивоа на кетон во организмот дури и кога се конзумира нормална исхрана.
На нивно изненадување, истражувачите откриле дека кетоните ја стимулираат сигналната патека „Засек“, за кој се знае дека е критичен за регулирање на функциите на матични клетки, како што се регенерирање на оштетеното ткиво.
„Цревните матични клетки можат сами да ги генерираат кетонските тела, а вие самите може да ја одржувате својата стебло со прилагодување на тврд-жичен патека за развој што ги контролира лозата и судбината на клетките“, вели Ченг.
Кај глувците, истражувачите покажале дека кетогената диета го зголемила овој ефект, а глувците на ваква диета биле во можност да го обноват новото цревно ткиво. Кога истражувачите ги хранеле глувците со диета со висок шеќер, тие виделе спротивен ефект: производството на кетон и функцијата на матични клетки се намалија.
Функција на матични клетки
Студијата помага да се одговори на некои прашања од претходната работа на Јилмаз ‘, кои покажуваат дека и постот и диетите со многу маснотии ја подобруваат функцијата на цревните матични клетки. Новите докази сугерираат дека стимулацијата на кетогенезата од кој било вид на диета што го ограничува внесувањето на јаглехидрати, помага при размножување на матичните клетки.
„Кетонските тела се силно индуцирани во цревата за време на периоди на гладување и играат важна улога во процесот на одржување и зајакнување на активноста на матичните клетки“, вели Јилмаз. „Кога храната не е лесно достапна, цревата треба да ја одржуваат функцијата на матични клетки, така што кога хранливите материи ќе се полнат, ќе имате многу активни матични клетки што можат да одат на повторно населување на клетките на Цревата “.
Резултатите сугерираат дека кетогената диета го зголемува производството на кетонско тело во цревата, што може да биде корисно за санирање на оштетувањето на цревната обвивка што може да се појави кај пациенти со карцином под зрачење или хемотерапија, вели Јилмаз.
Истражувачите сега планираат да испитаат дали возрасните матични клетки во другите видови ткива користат кетонски тела за да ја регулираат нивната функција. Клучно прашање е дали активноста на матични клетки предизвикана од кетон може да биде вклучена во развој на рак, бидејќи постојат докази дека некои тумори кои се појавуваат во цревата и другите ткива произлегуваат од матични клетки.
„Ако една интервенција управува со пролиферација на матични клетки кај популација на клетки кои служат за утврдување на потеклото на некои тумори, дали таквата интервенција потенцијално може да го зголеми ризикот од рак? Тоа е нешто што сакаме да го разбереме “, вели Јилмаз. „Каква улога играат овие кетонски тела во раните чекори на формирање на тумор и можат премногу да го возат овој пат, или преку диета или мимики на мали молекули, ефектите од развојот на ракот? Ние едноставно не го знаеме одговорот на овие прашања “.