Щоб показати, як різні типи клітин у всіх областях кишечника, пролити світло на клітинні функції і продемонструвати відмінності в експресії генів між цими клітинами і між людьми, вчені використовували шлунково-кишкові тракти людини від трьох донорів органів.
Ця робота, опублікована в журналі Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology, відкриває двері для більш точного вивчення багатьох аспектів здоров’я кишечника.
“Наша лабораторія продемонструвала, що можна дізнатися про функції кожного типу клітин в таких важливих процесах як поглинання поживних речовин, захист від паразитів і вироблення слизу і гормонів, що регулюють харчову поведінку і перистальтику кишечника», — розповів Скотт Магнесс, доцент Державного департаменту біомедичної інженерії UNC-NC і старший автор статті.
«Ми також дізналися, як слизова оболонка кишечника може взаємодіяти з навколишнім середовищем через рецептори і датчики, і як ліки можуть взаємодіяти з різними типами клітин», — додав вчений.
Команда Магнеса придбала травний тракт людини в рамках дослідницької угоди зі службою донорства органів в HonorBridge. Якщо на донорські кишки для трансплантації не претендують групи з більш високим пріоритетом, співробітники HonorBridge координують свої дії з дослідниками, щоб пожертвувати органи для досліджень.
Через шість-вісім годин вилучення донорських органів лабораторія отримує неушкоджені кишкові тракти, кожен довжиною від 4,5 до 9 м. Вони видаляють епітеліальний шар, який являє собою один довгий з’єднаний шматок тканини товщиною всього в одну клітину. Потім дослідники використовують ферменти для розщеплення епітелію на окремі клітини. Цю процедуру вчені повторили з органами від трьох різних донорів.
Використовуючи технологію секвенування для характеристики експресії генів, команда спочатку витягує РНК з кожної клітини, а потім проводить секвенування клітин, яке показує, які гени експресує кожна кишкова клітина і в якій кількості.
“Всі отримані дані можна представити у вигляді мозаїки всіх різних типів генів, які виробляють клітини. Ми можемо побачити, що це за клітина — стовбурова, слизова, імунна сигнальна або гормон-продукуюча — і, можливо, що вона робить», — розповів Магнесс.
«Ми змогли побачити відмінності в типах клітин у всьому травному тракті, і різні рівні експресії генів в одних і тих же типах клітин у трьох різних людей. Завдяки цьому ми можемо зрозуміти, чому у деяких людей виникає токсичність до певних продуктів харчування або ліків, а у інших ні», — додав його колега Джозеф Барклафф.