Epitelio-mezenchimos perėjimas: funkcija, vaidmuo ir ligos

Epitelio-mezenchiminis perėjimas arba EMT reiškia epitelio ląstelių transformaciją į mezenchimines ląsteles. Ši transformacija turi didelę reikšmę embriono vystymuisi. Tačiau šis procesas taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį plėtojant metastazių sergant karcinomomis.

Kas yra epitelio-mezenchimos perėjimas?

Epitelio-mezenchimos perėjimas yra jau diferencijuotų epitelio ląstelių pavertimas nediferencijuotomis mezenchiminėmis kamieninėmis ląstelėmis. Šis procesas yra ypač svarbus vystantis embrionui. Vykstant šiai transformacijai, epitelio ląstelės išsilaisvina iš savo prisirišimo ir gali migruoti kūne. Proceso metu jie praeina per pamatinę membraną. Bazinė membrana atskiria epitelį, glijos ląsteles ir endotelis nuo jungiamasis audinys- panaši tarpląstelinė erdvė. Migruojančios ląstelės, kaip nediferencijuotos daugiapotentės kamieninės ląstelės, pasiekia visas besivystančio organizmo sritis ir vėl gali būti diferencijuojamos į bet kokio tipo ląsteles. Epitelio ląstelės formuoja vadinamąjį epitelio, kuris yra bendras liaukinio ir dengiančio audinio pavadinimas. Mesenchimas apima želatininius ir embrioninius jungiamuosius audinius, iš kurių kaulai, kremzlė, lygieji raumenys, širdies raumenys, inkstai, antinksčių žievė, kraujodaros sistema su kraujas ir limfinės laivaiir išsivysto tinkliniai, įtempti ir laisvi jungiamieji audiniai.

Funkcija ir užduotis

Epitelio ir mezenchimos perėjimas yra svarbus procesas embriogenezės metu. Šiuo laikotarpiu vyksta padidėjęs augimas, kuriame dalyvauja visos kūno ląstelės. Šiuose augimo procesuose dalyvauja ir jau diferencijuotos epitelio ląstelės. Tačiau tam jie turi būti vėl paversti daugiapotencinėmis kamieninėmis ląstelėmis. Intensyviausias augimas vyksta per pirmąsias aštuonias savaites nėštumas. Faktinis embriogenezės procesas prasideda maždaug šeštą dieną nėštumas po vadinamosios gemalo stadijos (ląstelių vystymasis) ir tęsiasi iki aštuntosios nėštumo savaitės pabaigos. Šioje fazėje epitelio ir mezenchimos perėjimas įgauna didelę reikšmę, nes visi organai yra sukurti dabar. Daugelis epitelio ląstelių čia vėl praranda diferenciaciją ir prisirišimą. Jie migruoja per pamatinę membraną ir pasiskirsto po kūną. Ten jie vėl elgiasi kaip įprastos daugiapotencinės kamieninės ląstelės ir iš naujo diferencijuojasi į skirtingus ląstelių tipus. Žinoma, jie taip pat gali diferencijuotis atgal į epitelio ląsteles. Norėdami tai padaryti, pirmiausia reikia sumažinti ląstelių kontaktą ir pakeisti epitelio ląstelių poliškumą. Ląstelių kontaktas suprantamas kaip ląstelių sanglauda vadinamuoju sukibimu molekulės. Viena svarbi adhezijos molekulė yra E-kadherinas. E-kadherinas yra transmembraninis glikoproteinas, nuo kurio priklauso kalcis jonai. Jis sujungia epitelio ląsteles ir užtikrina ląstelių poliškumą bei signalo perdavimą. Embriogenezės metu sumažėja E-kadherino aktyvumas. Tai lemia ląstelių asociacijos atsipalaidavimą. Tuo pačiu išnyksta ir ląstelių poliškumas. Epitelio ląstelės turi ir vadinamąją viršūninę (išorinę), ir bazinę pusę, nukreiptą į pagrindinį audinį. Išorinė pusė yra ant paviršiaus oda ir gleivinės, tuo tarpu pagrindinė pusė yra susijusi su jungiamasis audinys esanti po pamatine plokšte. Abi pusės turi skirtingus funkcinius ir struktūrinius skirtumus, numatant organų morfologiją. Tačiau embriogenezei reikia greitų ląstelių pokyčių ir lankstumo, kad greitai prisitaikytų prie augimo procesų. Pasibaigus embriogenezei, epitelio-mezenchimos perėjimas praranda savo svarbą organizmui.

Ligos ir sutrikimai

Epitelio-mezenchiminis perėjimas (EMT) naudingas organizmui tik labai trumpu embriogenezės laikotarpiu. Po audringos augimo fazės ląstelės diferencijuojamos. Tuomet nebėra poreikio daugybei daug galingų kamieninių ląstelių. Todėl šis procesas yra neaktyvus. Jei vis dėlto po embriogenezės pabaigos yra suaktyvėjęs epitelio-mezenchimos perėjimas, tai dažniausiai įvyksta dėl piktybinių navikų naviko ligos. Taigi EMT yra atsakinga už programos plėtrą metastazių kontekste Vėžys. Procesas yra panašus į embriogenezę. Apskritai tai yra daugiasluoksnis procesas, pagrįstas genetiniais reguliavimo mechanizmais, kurie dar nėra visiškai suprantami. Pavyzdžiui, daugelis atsakingų genų yra aktyvūs tik embriono vystymosi metu. Vėliau jie nutildomi. Viena iš galimų šių genų aktyvacijos priežasčių gali būti transkripcijos faktoriaus Sox4 reguliavimas. Atitinkami tyrimų rezultatai buvo pristatyti Bazelio universitete. Savo ruožtu „Sox4“ suaktyvina daugybę kitų genų, susijusių su epitelio ir mezenchimos perėjimu. Manoma, kad atitinkamų genų neaktyvumas yra dėl to, kad jų neįskaitoma dėl to, kad jie yra tam tikri baltymai (histonai). Tačiau „Sox4“ genas užtikrina fermento, vadinamo Ezh2, susidarymą. Tai yra metiltransferazė, sukelianti atitinkamų histonų metilinimą. Šiame procese kiti dalyvaujantys genai vėl tampa įskaitomi ir taip suaktyvina epitelio-mezenchimos perėjimą. Genetinės medžiagos pokyčiai vyksta vėžiniame navike ir taip sukelia visišką diferenciaciją Vėžys ląstelių. Be epitelio-mezenchiminio perėjimo, Vėžys būtų tik augti jo atsiradimo vietoje ir neplinta. Tačiau dėl metastazių navikas tampa ypač piktybinis ir agresyvus. Todėl vyksta darbas tobulėti narkotikai kurie slopina metiltransferazės Ezh2 susidarymą. Tinkama narkotikai jau buvo sukurti, nors jie vis dar bandomi. Viena vertus, metastazių susidarymo slopinimas sušvelnintų vėžio augimo agresyvumą, kita vertus, tai suteiktų galimybę gydomai gydyti anksčiau beviltiškus atvejus.