Хорошо известно, что люди поддерживают симбиотические отношения с триллионами полезных микробов, которые колонизируют их тела. Эти организмы, вместе называемые микробиотой, помогают переваривать пищу, поддерживать иммунную систему, отражать патогены и многое другое. Существует длинный и постоянно растущий список заболеваний, связанных с изменениями в составе или разнообразии этих бактериальных популяций, включая рак, диабет, ожирение, астму и даже аутизм.
Гистологический срез кишечной ткани, выделенной из здоровых мышей, окрашенный для визуализации эпителиальных клеток кишечника (EpCAM, красный), включая клетки Панета (лизоцим, пурпурный), а также иммунные клетки (CD45, зеленый). Ядра окрашены DAPI (синий).
Предоставлено: Лэнс Петерсон, Тереза Аленгхат и Дэвид Артис. Перельмана, Медицинский факультет Пенсильванского университета.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) - одно из наиболее изученных заболеваний, связанных с изменениями в составе полезных бактериальных популяций. Однако природа этих отношений и то, как они поддерживаются, еще предстоит выяснить.
Теперь исследователи из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете определили молекулу, которая, по-видимому, играет ведущую роль в этом процессе.
Дэвид Артис , доцент микробиологии, и его коллеги сообщают в Nature, что фермент HDAC3 является ключевым посредником в поддержании надлежащей целостности и функционирования кишечника в присутствии дружественных бактерий. Более того, HDAC3 и контролируемые им генетические пути имеют решающее значение для поддержания здорового баланса между кишечными микробами и их хозяином.
«HDAC3 в эпителиальных клетках кишечника регулирует взаимосвязь между комменсальными бактериями и физиологией кишечника млекопитающих», - говорит первый автор Тереза Аленгхат, доктор медицинских наук , преподаватель кафедры микробиологии.
То, что люди полагаются на своих микробных сожителей, не новость. Во многом нормальная физиология человека объясняется нашим отношением к нашей микробиоте.
Вопрос, на который Аленгхат, Артис и их коллеги хотели ответить: «Каковы молекулярные механизмы, которые контролируют эти отношения, и почему эти отношения идут не так, как надо, и могут способствовать метаболическим и воспалительным заболеваниям?»
Команда сосредоточила свои усилия на HDAC3, который принадлежит к семейству ферментов, которые могут реагировать на сигналы окружающей среды. А сам HDAC3, фермент, который модифицирует ДНК и снижает экспрессию генов, ранее был идентифицирован как имеющий различные воспалительные и метаболические роли.
Аленгхат и ее коллеги изучили экспрессию HDAC3 в нормальном и больном кишечнике как у людей, так и у мышей, обнаружив, что фермент обычно экспрессируется по всему эпителию кишечника, но эта экспрессия снижена в тканях субъектов с воспалительным заболеванием кишечника.
Затем команда разработала модель мыши, которая имитирует это наблюдение. Они создали трансгенных мышей, у которых специфически отсутствовал HDAC3 в кишечном эпителии, и обнаружили, что эти животные проявляют измененную экспрессию генов в их кишечных эпителиальных клетках.
