Identification and functional characterization of mesenchymal cell lineages in the intestine
Authors: Μελισσάρη Μαρία-Θεοδώρα 
Published: January 2024

Είναι πλέον γνωστό ότι τα μεσεγχυματικά κύτταρα του παχέος εντέρου επιτελούν καθοριστικές λειτουργίες για τη διατήρηση της ομοιόστασης των επιθηλιακών βλαστικών κυττάρων. Ωστόσο, το σύνολο των πλειοτροπικών λειτουργιών τους που συμβάλουν στην ομοιόσταση του εντέρου παραμένει αδιερεύνητο. Σε αυτή τη διδακτορική διατριβή, χρησιμοποιήσαμε το πειραματικό μοντέλο ποντικών Col6a1Cre για να στοχεύσουμε μεσεγχυματικά κύτταρα στο έντερο και να αποσαφηνίσουμε την ταυτότητα και τον ρόλο τους στην ομοιόσταση, στη μορφογένεση του εντέρου και στην ελκώδη κολίτιδα. Οι Col6a1Cre ποντικοί στοχεύουν μια ετερογενή ομάδα μεσεγχγυματικών κυττάρων και περικυττάρων που μπορούν να διαχωρισθούν περεταίρω με τον συνδυασμό των μεσεγχυματικών δεικτών CD201, PDGFRα και αSMA, με κυριότερη τα PDGFRαhi CD201+ CD34- τελοκύτταρα που απαντώνται κυρίως υποεπιθηλιακά στην κορυφή των κρυπτών του παχέος εντέρου. Τα Col6a1-Cre+ κύτταρα αποτελούν την κύρια πηγή BMPs και μη-κανονικών Wnts και εκφράζουν γονίδια που σχετίζονται με τη διαφοροποίηση του επιθηλίου. Στην ελκώδη κολίτιδα ενεργοποιούνται και απελευθερώνουν προ-φλεγμονώδεις μεσολαβητές, αλλά διατηρούν παράλληλα τις ομοιοστατικές τους λειτουργίες και τη θέση τους. Κατά τη διάρκεια της μορφογένεσης του εντέρου, εμφανίζονται ως συσσωματώματα PDGFRαhi CD201+ κυττάρων τα λεγόμενα «villus clusters» πoυ έχουν γνωστό σημαντικό ρόλο στη μορφογένεση των λαχνών του εντέρου. Για να διερευνήσουμε το ρόλο των Col6a1-Cre+ κυττάρων, χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο ποντικών Col6a1DTR που επιτρέπει την απαλοιφή των Col6a1-Cre+ κυττάρων μετά τη χορήγηση της τοξίνης της διφθερίτιδας. Η απαλοιφή των Col6a1-Cre+ κυττάρων εξάλειψε σχεδόν πλήρως τα PDGFRαhi CD201+ CD34- τελοκύτταρα και επηρέασε την ομοιόσταση των επιθηλιακών κυττάρων μειώνοντας τον αριθμό των εντεροενδοκρινών κυττάρων, υποεκφράζοντας τα γονίδια Bmp7 και Wnt5a και αποδιοργανώνοντας την κατανομή των πολλαπλασιαζόμενων κυττάρων κατά μήκους των κρυπτών. Ωστόσο, η μορφολογία του παχέος εντέρου παρέμεινε φυσιολογική, γεγονός που υποδεικνύει την ύπαρξη αντισταθμιστικού μηχανισμού. Πράγματι, η εξάλειψη τωv PDGFRαhi CD201+ CD34- τελοκυττάρων, πυροδότησε τον πολλαπλασιασμών των PDGFRαlo CD201- CD34+ κυττάρων τα οποία κατέλαβαν στη συνέχεια υποεπιθηλιακές θέσεις και άλλαξαν το προφίλ έκφρασης τους για να αντισταθμίσουν μερικώς την απώλεια των τελοκυττάρων και να επαναφέρουν την ομοιόσταση. Αντίστοιχη πλαστικότητα εμφάνισαν τα PDGFRαlo CD201- CD34+ κύτταρα μετά από ελκώδη κολίτιδα υποδεικνύοντας πως τα Col6a1-Cre+ κύτταρα δεν έχουν ενεργό ρόλο στην αναγέννηση του βλεννογόνου του παχέος εντέρου. Αντίθετα, τα Col6a1-Cre+ κύτταρα παίζουν καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη του εντέρου, καθώς η εξάλειψη τους στο λεπτό και παχύ έντερο των Col6a1DTR εμβρύων παρεμπόδισε την εμφάνιση λαχνών και κρυπτών, αντίστοιχα. Συνολικά, η διατριβή αυτή, καθόρισε την ταυτότητα των Col6a1-Cre+ κυττάρων και διαλεύκανε τον καθοριστικό ρόλο τους στη μορφογένεση του εντέρου και στην ομοιόσταση των επιθηλιακών κυττάρων. Επίσης, ανέδειξε την πλαστικότητα ως ιδιότητα των μεσεγχυματικών κυττάρων για τη διατήρηση της ομοιόστασης και της αναγέννησης του βλεννογόνου του παχέος εντέρου.