В нашей поджелудочной железе есть разные клетки, которые выполняют важную работу по контролю уровня сахара в крови. Один из генов в клетках поджелудочной железы называется нейрогенин 3 (NEUROG3). Его мутация может привести к диабету. Он активен лишь в течение короткого периода времени во время развития поджелудочной железы, поэтому его поведение и динамика остаются загадкой, особенно в контексте развития человека.
Исследователи из Института молекулярно-клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездене, Германия, и Фонда Ново Нордиск в Копенгагенском университете, Дания, использовали специальный метод для наблюдения за активностью гена и белком, который он производит в организме человека. клетки поджелудочной железы, чтобы лучше понять ген.
Исследователи разработали методологию, которая может связать динамическое поведение клеток поджелудочной железы , наблюдаемое в фильмах в реальном времени, со всеми генами, которые они экспрессируют. Это будет способствовать лучшему пониманию того, как развиваются гормон-продуцирующие клетки поджелудочной железы, и может проложить путь к производству большего количества этих клеток для терапевтических целей, таких как производство и трансплантация этих клеток пациентам, страдающим диабетом.
Уровень сахара в крови контролируют различные клетки поджелудочной железы , например бета-клетки , вырабатывающие инсулин. Инсулин помогает снизить уровень сахара в крови. Если эти клетки перестанут работать или умрут, мы можем заболеть диабетом. Когда наше тело растет, все эти особые клетки происходят из одного типа клеток поджелудочной железы, который называется эндокринным предшественником поджелудочной железы. Эта клетка на короткое время использует ген NEUROG3 для выполнения своей работы.
Исследовательская группа Анны Грапин-Боттон, управляющего директора MPI-CBG в Дрездене, вместе с коллегами из Фонда Ново Нордиск в Копенгагенском университете, намеревалась узнать больше об этих особых клетках поджелудочной железы, которые используют ген NEUROG3 и чтобы увидеть, как этот ген ведет себя в отдельных клетках.
«Мы использовали специальные метки, чтобы увидеть NEUROG3 в этих клетках, и наблюдали, как они движутся, используя метод долговременной визуализации в реальном времени, который создавал видео», — объясняет Белин Селцен Бейдаг-Тасоз, первый автор исследования, и продолжает: «Глядя на На плоских 2D- и 3D-моделях роста поджелудочной железы человека мы обнаружили, что уровни гена NEUROG3 были разными в разных клетках. В некоторых клетках этого гена было много, а в некоторых — мало».
«Удивительно, но, несмотря на эту гетерогенность, все клетки, в которых был обнаружен NEUROG3, сформировали клетки, продуцирующие гормоны. Еще одним неожиданным результатом было то, что NEUROG3 работает примерно в два раза медленнее у людей, чем у мышей, а это означает, что гену требуется больше времени, чтобы выполнить свою работу у людей. по сравнению с мышами».
Исследователи использовали метод долгосрочной визуализации в реальном времени, чтобы увидеть процесс, обычно скрытый в утробе матери. Яркость клеток помогла им совместить активность генов с поведением клеток. Используя этот метод, исследовательская группа узнала, что другой ген, KLK12, играет роль в том, чтобы заставить клетки двигаться, чтобы начать формировать островки Лангерганса, когда ген NEUROG3 начинает работать.
Энн Грапин-Боттон, руководившая исследованием, резюмирует: «Системы клеточных культур, которые мы разработали, чтобы понять, как клетки человеческого плода формируют органы, начинают приносить плоды. В нашем исследовании мы узнали гораздо больше о том, как действуют определенные гены. во время развития плода может привести к диабету в более позднем возрасте.Результаты показывают, что при производстве эндокринных клеток для будущих терапевтических применений на основе трансплантации этих клеток пациентам с диабетом, существует некоторая гибкость в контроле NEUROG3».
