人間の腸管におけるチャフ細胞は再生幹細胞として機能する

核心概念

ヒト腸管のチャフ細胞は、損傷時に活性化され、全ての腸管上皮細胞を再生する能力を持つ再生幹細胞として機能する。

要約

本研究では、ヒト腸管切除組織と腸管オルガノイドの解析により、ヒトのチャフ細胞には4つの異なる状態が存在することを明らかにした。チャフ細胞の発生にはWntリガンドの存在が必要であり、IL-4およびIL-13の暴露によりチャフ細胞数が急増することが示された。この増加は新規の幹細胞からの分化ではなく、既存のチャフ細胞の増殖によるものである。実際、増殖性のチャフ細胞は胎児期および成人の腸管内に存在する。単一の成熟増殖性チャフ細胞は、全ての腸管上皮細胞タイプを含むオルガノイドを形成できる。幹細胞や前駆細胞とは異なり、ヒトのチャフ細胞は放射線損傷に耐性を示し、他の上皮細胞タイプを再生する能力を保持している。したがって、チャフ細胞は損傷時に活性化される腸管の予備的な幹細胞プールを形成していると考えられる。

統計

ヒト腸管のチャフ細胞には4つの異なる状態が存在する。
チャフ細胞の発生にはWntリガンドが必要である。
IL-4およびIL-13の暴露によりチャフ細胞数が急増する。
この増加は新規の幹細胞からの分化ではなく、既存のチャフ細胞の増殖による。
増殖性のチャフ細胞は胎児期および成人の腸管内に存在する。
単一の成熟増殖性チャフ細胞は全ての腸管上皮細胞タイプを含むオルガノイドを形成できる。
ヒトのチャフ細胞は放射線損傷に耐性を示し、他の上皮細胞タイプを再生する能力を保持している。

引用

「チャフ細胞は損傷時に活性化される腸管の予備的な幹細胞プールを形成している」
「単一の成熟増殖性チャフ細胞は全ての腸管上皮細胞タイプを含むオルガノイドを形成できる」

抽出されたキーインサイト

Tuft cells act as regenerative stem cells in the human intestine - Nature

by Lulu Huang,J... 場所 www.nature.com 10-02-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07952-6

深掘り質問

チャフ細胞の活性化メカニズムはどのようなものか?

チャフ細胞の活性化メカニズムは、主にWntリガンドの存在に依存しています。これらのリガンドは、腸管の発生と維持に重要な役割を果たし、チャフ細胞の発生を促進します。また、インターロイキン-4（IL-4）およびIL-13の曝露により、チャフ細胞の数が急速に増加することが示されています。この増加は、既存のチャフ細胞の増殖によって引き起こされ、新たな幹細胞からの生成が増加するわけではありません。さらに、胎児および成人のヒト腸内で、増殖する成熟したチャフ細胞が観察されており、これらの細胞はすべての腸管上皮細胞タイプを含むオルガノイドを形成する能力を持っています。このように、チャフ細胞は腸管の損傷に応じて活性化され、再生のための重要な役割を果たしています。

チャフ細胞以外の腸管上皮細胞の再生メカニズムはどのように異なるか?

チャフ細胞以外の腸管上皮細胞の再生メカニズムは、主に幹細胞や前駆細胞の増殖に依存しています。腸管上皮の再生は、腸管の基底層に存在する腸幹細胞によって行われ、これらの幹細胞は自己複製能力を持ち、さまざまな腸管上皮細胞に分化します。一方、チャフ細胞は、放射線損傷などのストレスに対して生存能力が高く、他の腸管上皮細胞タイプを生成する能力を持つため、再生メカニズムが異なります。特に、チャフ細胞は放射線による損傷からの回復において重要な役割を果たし、チャフ細胞が欠如したオルガノイドは放射線損傷から回復できないことが示されています。このように、チャフ細胞は腸管の再生において独自の役割を持ち、他の腸管上皮細胞とは異なるメカニズムで機能しています。

チャフ細胞の機能異常が腸管疾患の発症にどのように関与しているか?

チャフ細胞の機能異常は、腸管疾患の発症に深く関与しています。チャフ細胞は、腸管の損傷に対する応答として増殖し、他の腸管上皮細胞を生成する能力を持っていますが、これらの細胞が正常に機能しない場合、腸管の再生能力が低下します。例えば、チャフ細胞の数が減少したり、機能が損なわれたりすると、腸管のバリア機能が低下し、炎症や感染症のリスクが高まります。また、チャフ細胞は腸内の免疫応答にも関与しているため、これらの細胞の異常は自己免疫疾患や炎症性腸疾患（IBD）の発症にも寄与する可能性があります。したがって、チャフ細胞の機能異常は、腸管の健康を維持する上で重要な要素であり、その異常が腸管疾患のリスクを高めることが示唆されています。