Differential Gene Expression in the Intestinal Crypt-Villus Axis
Lindfors, Katri (2004)
Lindfors, Katri
Tampere University Press Klingendahl Paino
2004
Lastentautioppi - Paediatrics
Lääketieteellinen tiedekunta - Faculty of Medicine
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2004-06-18
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/urn:isbn:951-44-6001-4
https://urn.fi/urn:isbn:951-44-6001-4
Tiivistelmä
Ohutsuolen limakalvo koostuu yksikerroksisesta pinta- eli epiteelisolukosta sekä sen alaisesta tukikudoksesta ja se on organisoitunut suolen onteloon työntyviin sormimaisiin nukkalisäkkeisiin eli villuksiin ja limakalvon pinnan kuopakkeisiin eli kryptiin. Epiteelisolujen elinkaari alkaa kryptissa, joissa kantasolujen jakautumiset tuottavat tytärsoluja, jotka alkavat kulkeutua kohti villusten kärkeä. Matkallaan nämä solut erilaistuvat kryptien ja villusten risteyskohdissa ja saavuttuaan villusten kärkeen, ne kuolevat. Epiteelisolujen erilaistumista säätelee limakalvon alaisessa tukikudoksessa sijaitsevat fibroblasti-solut tuottamalla erilaisia kasvutekijöitä, joista keskeisin erilaistumisen laukaiseva tekijä lienee transformoiva kasvutekijä -beta.
Koska epiteelisolujen erilaistumista on vaikea tutkia ohutsuolessa olemme kehittäneet soluviljelymallin, joka jäljittelee ohutsuolen epiteelisolujen biologiaa. Tässä mallissa erilaistumattomia suolen epiteelisoluja viljellään kolmiulotteisesti yhteiskasvatuksessa fibroblastien kanssa, jolloin epiteelisolut järjestäytyvät ja erilaistuvat fibroblastien erittämän transformoivan kasvutekijä -betan ansiosta. Tutkimuksen tarkoituksena oli osoittaa satunnaisesti differential display -menetelmää (DD-PCR) käyttäen saaduilla markkereilla, että yllä kuvattua kolmiuloitteista soluviljelymallia voidaan käyttää ohutsuolen epiteelisolujen krypta-villus akselin in vitro vastineena sekä lisäksi löytää uusia joko erilaistumattomassa tai erilaistuneessa ohutsuolen epiteelin solupopulaatiossa ilmeneviä geenejä, joiden koodaamilla proteiineilla voisi olla merkitystä epiteelisolujen erilaistumisessa.
Menetelmällä löydettiin useita geenien koodaamia lähetti-RNA molekyylejä, jotka ilmenivät ainoastaan joko erilaistumattomissa tai erilaistuneissa soluviljelmän epiteelisoluissa ja joista viittä, kahta ennestään tunnettua ja kolmea tuntematonta, tutkittiin tarkemmin. Koska kaksi ennestään tunnettua geeniä, rab11, joka ilmeni voimakkaammin erilaistumattomissa soluissa ja TIP30, jonka ilmeneminen oli vahvempaa erilaistuneissa soluissa, ilmenivät vastaavalla tavalla soluviljelmän ja ohutsuolen epiteelisoluissa, pääteltiin, että edellä kuvattua soluviljelytekniikka voidaan käyttää mallina ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa.
Kolmen uuden geenin koodaaman tuotteen toiminnan alustavassa tutkimuksessa selvisi, että AATF, joka ilmeni voimakkaammin erilaistumattomissa soluviljelmän soluissa, on ilmeisesti uusi solujen jakautumisessa tarvittavia proteiineja koodaavien geenien luennan aktivointiin osallistuva tekijä. Kaksi muuta uutta geeniä, joiden toimintaa tutkimuksessa selvitettiin, ilmenivät molemmat vahvemmin erilaistuneissa soluviljelmän soluissa ja toinen näistä, SAP30L, koodaa proteiinia, joka myöskin todennäköisesti osallistuu geenien ilmenemisen säätelyyn hiljentämällä tiettyjen kohdegeenien luentaa. Toinen erilaistuneista soluviljelmän soluista löydetty uusi geeni, B3GTL, kaiketi koodaa uutta glykosyylitransferaasia eli entsyymiä, joka liittää sokeritähteitä joko lipideihin, proteiineihin tai proteiineissa jo olemassa oleviin sokeriketjuihin.
Tutkimus osoittaa, että kolmiulotteinen soluviljelymalli vastaa biologialtaan ohutsuolen krypta-villus akselia ja että sitä hyväksikäyttäen voidaan löytää uusia geenejä, joiden koodaamilla tuotteilla voi olla merkitystä ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa. Koska tutkimuksessa löydettyjen uusien geenien koodaamien proteiinien ominaisuuksia ei vielä kokonaisuudessaan tunneta, niiden toiminnan selvittäminen on esiarvoisen tärkeää, jotta niiden mahdollinen rooli ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa tai sen säätelyssä saadaan selville.
Koska epiteelisolujen erilaistumista on vaikea tutkia ohutsuolessa olemme kehittäneet soluviljelymallin, joka jäljittelee ohutsuolen epiteelisolujen biologiaa. Tässä mallissa erilaistumattomia suolen epiteelisoluja viljellään kolmiulotteisesti yhteiskasvatuksessa fibroblastien kanssa, jolloin epiteelisolut järjestäytyvät ja erilaistuvat fibroblastien erittämän transformoivan kasvutekijä -betan ansiosta. Tutkimuksen tarkoituksena oli osoittaa satunnaisesti differential display -menetelmää (DD-PCR) käyttäen saaduilla markkereilla, että yllä kuvattua kolmiuloitteista soluviljelymallia voidaan käyttää ohutsuolen epiteelisolujen krypta-villus akselin in vitro vastineena sekä lisäksi löytää uusia joko erilaistumattomassa tai erilaistuneessa ohutsuolen epiteelin solupopulaatiossa ilmeneviä geenejä, joiden koodaamilla proteiineilla voisi olla merkitystä epiteelisolujen erilaistumisessa.
Menetelmällä löydettiin useita geenien koodaamia lähetti-RNA molekyylejä, jotka ilmenivät ainoastaan joko erilaistumattomissa tai erilaistuneissa soluviljelmän epiteelisoluissa ja joista viittä, kahta ennestään tunnettua ja kolmea tuntematonta, tutkittiin tarkemmin. Koska kaksi ennestään tunnettua geeniä, rab11, joka ilmeni voimakkaammin erilaistumattomissa soluissa ja TIP30, jonka ilmeneminen oli vahvempaa erilaistuneissa soluissa, ilmenivät vastaavalla tavalla soluviljelmän ja ohutsuolen epiteelisoluissa, pääteltiin, että edellä kuvattua soluviljelytekniikka voidaan käyttää mallina ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa.
Kolmen uuden geenin koodaaman tuotteen toiminnan alustavassa tutkimuksessa selvisi, että AATF, joka ilmeni voimakkaammin erilaistumattomissa soluviljelmän soluissa, on ilmeisesti uusi solujen jakautumisessa tarvittavia proteiineja koodaavien geenien luennan aktivointiin osallistuva tekijä. Kaksi muuta uutta geeniä, joiden toimintaa tutkimuksessa selvitettiin, ilmenivät molemmat vahvemmin erilaistuneissa soluviljelmän soluissa ja toinen näistä, SAP30L, koodaa proteiinia, joka myöskin todennäköisesti osallistuu geenien ilmenemisen säätelyyn hiljentämällä tiettyjen kohdegeenien luentaa. Toinen erilaistuneista soluviljelmän soluista löydetty uusi geeni, B3GTL, kaiketi koodaa uutta glykosyylitransferaasia eli entsyymiä, joka liittää sokeritähteitä joko lipideihin, proteiineihin tai proteiineissa jo olemassa oleviin sokeriketjuihin.
Tutkimus osoittaa, että kolmiulotteinen soluviljelymalli vastaa biologialtaan ohutsuolen krypta-villus akselia ja että sitä hyväksikäyttäen voidaan löytää uusia geenejä, joiden koodaamilla tuotteilla voi olla merkitystä ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa. Koska tutkimuksessa löydettyjen uusien geenien koodaamien proteiinien ominaisuuksia ei vielä kokonaisuudessaan tunneta, niiden toiminnan selvittäminen on esiarvoisen tärkeää, jotta niiden mahdollinen rooli ohutsuolen epiteelisolujen erilaistumisessa tai sen säätelyssä saadaan selville.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4862]