Сторожевые клетки тонкого кишечника
Внутренняя выстилка тонкой кишки состоит из великого множества различных специализированных клеток, действующих в согласованном режиме. Работа большинства из них связана с выполнением основного предназначения этого органа – окончательного переваривания поступающих из желудка пищевых продуктов и всасывания питательных веществ.
Однако эти клетки решают и целый ряд других задач, которые тоже очень важны для нормальной жизнедеятельности организма. В частности, несколько разновидностей эпителиальных клеток тонкого кишечника играют немалую роль в работе иммунной системы.
К их числу относятся клетки, носящие имя австрийского физиолога конца девятнадцатого века Иозефа Панета (их также называют клетками Давыдова, в честь русского зоолога и эмбриолога Константина Давыдова). Эти клетки выбрасывают в полость тонкой кишки различные пищеварительные ферменты и тем самым тоже участвуют в усваивании пищи.
Однако их возможности этим не ограничиваются.
Клетки Панета вырабатывают короткие цепочки аминокислот, которые буквально продырявливают стенки бактерий и тем способствуют их разрушению. Они также секретируют два фермента, лицоцим и фосфолипазу А2, которые опять-таки обладают антимикробным действием. Благодаря этому клетки Панета непосредственно задействованы в контроле за состоянием микрофлоры кишечника.
А эта микрофлора чрезвычайно обширна. Общее количество бактерий, обитающих в пишеварительной системе человека, десятикратно превышает число его собственных клеток. Среди них есть как весьма нужные микроорганизмы, которые участвуют в процессе пищеварения, так и возбудители различных заболеваний. В идеале клетки Панета должны не мешать полезным бактериям и в то же время неусыпно следить за размножением опасных обитателей кишечника.
Сотрудники Юго-Западного медицинского центра Техасского университета ставили опыты как на обычных мышах, так и на их генноинженерных сородичах, в кишечнике которых клетки Панета попросту отсутствовали.
В ходе своего эксперимента они заразили животных патогенным штаммом сальмонеллы. Наблюдения показали, что в отсутствие панетовских клеток микробы довольно легко проникают из кишечника в лимфатические узлы, селезенку и другие органы.
Этот результат был вполне ожидаем, однако иммунолог Лора Хупер [на фото справа] ее коллеги выяснили и кое-что еще. Они пришли к заключению, что клетки Панета скорее всего непосредственно реагируют на появление болезнетворных бактерий. Обнаружив поблизости от себя эти патогены, они приступают к секретированию антимикробных агентов. Можно сказать, что эти клетки действуют подобно пограничным войскам, которые первыми входят в боевые контакты с вторгнувшимся противником.
Вполне возможно, что роль клеток Панета этим не ограничивается. Есть основания считать, что они не только составляют первую линию обороны против микробов, но и сообщают об их появлении другим клеткам системы иммунной зашиты. Техасские ученые планируют изучить эти процессы и тем самым собрать важную информацию о реакции иммунных клеток тонкого кишечника на появление патогенных бактерий.
Успех этого проекта может в конечном счете привести к лучшему пониманию природы воспалительных заболеваний органов пищеварения. А пока что они представили полученые результаты в статье, которую 9 декабря опубликовал журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.
Роль бактерий и аутофагии в клетках Панета при воспалительных заболеваниях кишечника
10.02.2018 12:25
РОЛЬ КЛЕТОК ТОНКОГО КИШЕЧНИКА И БАКТЕРИЙ ПРИ ВЗК
На рисунке: клетки Панета (красный) секретируют антимикробные пептиды (зеленый) в гранулы. Фото из University of Rochester Medical Center
Редкая группа клеток может помочь в разработке методов лечения воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК)
В поддержании здоровья человека огромную роль играют населяющие его кишечник микроорганизмы нормальной микрофлоры, выполняющие защитные функции, к которым можно отнести барьерную защиту от проникновения в кровь патогенов и антимикробную защиту (за счет выработки антибиотических веществ, в т.
ч. бактериоцинов). В последнее время вызывает также большой интерес обнаруженная антимутагенная защита ряда бактерий, т.к. воздействие мутагенов различной природы (в т.ч. присутствующих в пище) может вызывать разрушения ДНК, различные мутации и изменения в работе клеток организма, что также приводит к заболеваниям.
Однако защиту от вторжения в кишечник бактерий, вызывающих воспаления, выполняют непосредственно и сами клетки кишечника, а потому различные изменения или мутации в них могут привести к тяжелым болезням.
В новом исследовании ученые обнаружили, что нарушение работы редкой группы клеток в тонком кишечнике позволяет кишечным бактериям вторгнуться в этот орган и вызвать серьезные воспалительные процессы.
Человеческий микробиом — триллионы крошечных бактерий, которые живут в и на наших телах — становится все более важным игроком в области здравоохранения и благополучия. Но, наше сосуществование с этими микроорганизмами — это сложный процесс, и ученые узнали, что даже незначительные изменения в этих отношениях могут привести к большим проблемам с нашим здоровьем.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Host & Microbe, ученые из медицинского центра университета Рочестера (University of Rochester Medical Center) обнаружили, что нарушение работы редкой группы клеток (так называемых клеток Панета) в тонком кишечнике позволяет кишечным бактериям вторгнуться в этот орган и вызвать серьезные воспаления. Исследование проводилось на мышах, но имеет большое значение для лечения воспалительного заболевания кишечника (ВЗК), группы болезней, характеризующихся хроническим воспалением в пищеварительном тракте.
Сохраняя наш кишечник счастливым и здоровым
Сохранение нашего кишечника в хорошей форме требует сотрудничества нескольких кишечных клеток с бактериями, которые живут вокруг них. Несмотря на довольно небольшое количество кишечных клеток, называемых клетками Панета, они играют важную роль; они делают антимикробные соединения, которые сдерживают бактерии — помогают образованию в тонкой кишке, физического барьера между органом и бактериями.
Прим.: Клетки Панета — клетки тонкой кишки, обеспечивающие антибактериальную защиту. Названы в честь австрийского врача Йозефа Панета. Функционально схожи с нейтрофилами. При столкновении с бактериями или бактериальными антигенами выделяют антимикробные вещества в просвет крипты, способствуя поддержанию кишечного барьера.
Предыдущие исследования показали, что изменения или мутации в клетках Панета связаны с повышенным воспалением, в том числе у людей с болезнью Крона. Но ученые не знали, как клетки Панета «открывали дверь» для такого воспалительного повреждения.
Плохие вещи случаются, когда охранники уходят
Исследователи во главе с Феликсом Яровинским (Felix Yarovinsky) нашли ответ в процессе, называемом аутофагией, который помогает клеткам удалять ненужный клеточный материал или мусор. Его команда выключила аутофагию в клетках Панета у мышей, а затем подвергла эти клетки стрессовому воздействию паразитом под названием Токсоплазма гондии (Toxoplasma gondii).
Без аутофагии, барьер между тонкой кишкой и кишечными бактериями сломался; бактерии вторглись в орган и вызвали сильную инфекцию и воспаление.
Прим. ред.: Аутофагия (от «сам» и «есть») — процесс, при котором внутренние компоненты клетки доставляются внутрь её лизосом или вакуолей и подвергаются в них деградации. Аутофагия сопровождает жизнедеятельность любой нормальной клетки в обычных условиях. Основными стимулами к усилению процессов аутофагии в клетках могут служить: нехватка питательных веществ, наличие в цитоплазме повреждённых органелл, наличие в цитоплазме частично денатурировавших белков и их агрегатов. Кроме голодания, аутофагия может индуцироваться окислительным или токсическим стрессом.
«Клетки Панета подобны Хранителям кишечника и аутофагия их броня», — рассказывает Феликс Яровинский, доцент в Центре Биологии Вакцин и иммунологии Кафедры микробиологии и иммунологии университета Рочестера (URMC). «Когда мы сняли их броню, клетки Панета не могли контролировать кишечные бактерии, и они сошли с ума, вызывая тяжелое заболевание.
«
Исследование показывает, что нормальная аутофагия в клетках Панета необходима, чтобы регулировать бактерии в кишечнике, держа их «в страхе», и защищать от их вторжения в ткани хозяина. Клетки Панета составляют всего 2 процента клеток в кишечнике, и тот факт, что ограничение аутофагии в этих клетках привело к большим проблемам – оказался неожиданным результатом исследования.
Роль кишечных бактерий в воспалительных заболеваний кишечника
Ученые знают, что бактерии кишечника играют определенную роль в развитии воспалительных заболеваниях кишечника, которые включают болезнь Крона и язвенный колит. Но то, как бактерии в кишечнике контролируются в этих условиях, остается неясным.Это и другие исследования указывают на клетки Панета, как на одних из ключевых регуляторов взаимодействия между хозяином и бактериями, и дальнейшие исследования могут быть использованы при разработке будущих методов лечения.
Эта работа была поддержана грантами Национального института аллергии и инфекционных заболеваний при национальных институтах здравоохранения и Фонде Burroughs Wellcome.
Элис Бургер (Elise Burger), Алессандра Араужо (Alessandra Araujo) и Америко Лопес-Иглесиас (Américo López-Yglesias) из медицинского центра университета Рочестера (URMC) внесли свой вклад в исследование, наряду с учеными из Университета Мичигана и Юго-Западного Медицинского центра Техасского университета.
Источник: Материалы, предоставленные University of Rochester Medical Center
К разделу:
- Микробиом, метаболом и воспалительное заболевание кишечника
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
E-mail:
Пароль:
Забыли пароль?
Регистрация
Я согласен(на) на обработку моих персональных данных. Подробнее
PANet: семантическая сегментация нескольких снимков с выравниванием прототипа
Описание
По умолчанию
Пользовательский
По умолчанию
Пользовательский
Нет
Загрузите изображение, чтобы настроить предварительный просмотр вашего репозитория в социальных сетях.
Изображения должны быть размером не менее 640×320 пикселей (1280×640 пикселей для лучшего отображения).
Задача:*
———Семантическая сегментация на несколько кадровMetric LearningСемантическая сегментация
Нет в списке? Добавить задача.
Набор данных:*
———
Название модели:*
Название показателя:*
———
Чем выше, тем лучше (для метрики)
Значение показателя:*
Использует дополнительные обучающие данные
| ЗАДАНИЕ | НАБОР ДАННЫХ | МОДЕЛЬ | НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ | МЕТРИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ | ГЛОБАЛЬНЫЙ РЕЙТИНГ | УДАЛИТЬ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Семантическая сегментация с несколькими выстрелами | ПАСКАЛЬ-5i (1 выстрел) | ПАНет (ВГГ-16) | Среднее IoU | 48. 1 | № 20 | |
| Семантическая сегментация с несколькими выстрелами | ПАСКАЛЬ-5i (5 выстрелов) | ПАНет (ВГГ-16) | Среднее IoU | 55,7 | № 20 |
Объяснение PANet | Бумаги с кодом
Вам необходимо авторизоваться для редактирования.
Вы можете создать новую учетную запись, если у вас ее нет.
Или обсудите изменение в Slack.
Название метода:*
Полное название метода:*
Описание с уценкой (необязательно):
**Сеть агрегации путей**, или **PANet**, предназначена для ускорения потока информации в структуре сегментации экземпляров на основе предложений. В частности, иерархия признаков дополняется точными сигналами локализации на нижних уровнях с помощью [расширения восходящего пути] (https://paperswithcode.com/method/bottom-up-path-augmentation), что сокращает информационный путь между нижними уровнями. и самая верхняя функция. Кроме того, используется [адаптивное объединение функций] (https://paperswithcode.
com/method/adaptive-feature-pooling), которое связывает сетку функций и все уровни функций, чтобы полезная информация на каждом уровне функций распространялась непосредственно в следующие подсети предложений. Дополнительная ветвь, фиксирующая разные представления для каждого предложения, создается для дальнейшего улучшения предсказания маски.
URL-адрес фрагмента кода (необязательно):
Прикрепленные коллекции:
- МОДЕЛИ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
- МОДЕЛИ СЕГМЕНТАЦИИ ИНСТАНЦИИ
Добавлять:
———
Нет в списке?
Создайте новую коллекцию .