Molecular Biology of the Cell – Hoofdstuk 22
Stamcellen van het darmepitheel bevinden zich in de crypte. Nieuwgevormde gedifferentieerde
cellen bewegen zich uit de crypte naar de villi. Er zijn vier type gedifferentieerde cellen:
1. Absorptive cells: ook wel de borstel cellen of enterocyten. Deze hebben microvilli. Deze
nemen stoffen op en produceren hydrolytische enzymen.
2. Goblet cells: produceren mucus.
3. Paneth cells: onderdeel van het innate immuunsysteem, secreteren eiwitten die bacteriën
doden.
4. Enteroendocrine cells: secreteren serotonine en hormonen die de groei, proliferatie en
digestieve activiteiten reguleren.
De paneth cellen zijn de enige gedifferentieerde cellen die in de crypten blijven. Helemaal in de
bodem van de crypten liggen de stamcellen. Hierboven liggen sneller delende cellen, de committed
precursors of transit amplifying cells. Hun delingen dienen vooral om het aantal gedifferentieerde
cellen te amplificeren.
Apc codeert voor een gen wat betrokken is in de Wnt signalering. Cellen in de crypt die twee kopiën
voor dit gen verloren zijn blijven delen, waardoor adenomas zich ontwikkelen. Wnt signalering
voorkomt normaal gesproken dus ongecontroleerde celdeling in de cryptes.
Lgr5 komt specifiek tot expressie in de darm stamcellen. Lgr5 expressie cellen zijn multipotent: alle
andere darmcellen worden uit deze stamcellen gevormd.
Je kan stamcellen krijgen door een asymmetrische deling van de vorige stamcel of door ‘keuze’
(afhankelijk van bijvoorbeeld de omgeving). Voor de darmcellen klopt ‘independent choice model’.
Stem-cell niche: de Paneth cellen (die tussen de 15 Lgr5 expressie cellen liggen) produceren signalen
(waaronder Wnt) om de stamcellen in hun staat te houden. Het bindweefsel en de paneth cellen
hebben een sterke invloed op welke cellen in de crypte blijven en stamcellen blijven en welke eruit
geduwd worden en gaan differentiëren.
Omdat Paneth cellen zelf de nakomelingen zijn van de stamcellen, en ze deze cellen nu
onderhouden, is er dus een zelf organiserend vermogen van de darm crypten. Als stamcellen in vitro
gegroeid worden ontstaat er een geheel nieuw darm epitheeltje.
De cellen die in de crypten zitten brengen EphB receptoreiwitten tot expressie. De cellen die gaan
differentiëren tot goblet, absorvative en endocriene cellen schakelen deze expressie uit. Deze
schakelen de expressie van het celoppervlakte ligand, Eph, juist aan. Door het verschil in ephrine
expressie vindt er segregatie van de celtypes plaats.
Als er in de crypte geen Notch signalering meer plaats vindt worden alle cellen in de crypten goblet
cellen. Als de Notch signalering juist verhoogd wordt, worden er alleen maar absorvative cellen
geproduceerd.
- Goblet cellen hebben de Notch ligand Delta, Delta bindt aan naastgelegen Notch receptoren
waardoor de cellen die Notch tot expressie brengen geïnhibeerd worden van Goblet cellen
worden.
- Paneth cellen hebben Delta, wat bindt aan de Notch receptoren van de stamcellen, wat de
stamcellen inhibeert van differentieren. Er is dus zowel Wnt als Notch signalering nodig.
Bij de epidermis liggen de stamcellen dicht bij de basale lamina (waar ze signalen van ontvangen) en
worden cellen steeds meer gedifferentieerd naarmate ze dichter bij de huidoppervlakte komen.
, Sommige gedifferentieerde cellen kunnen ook gewoon delen. Dit zijn bijvoorbeeld de insuline
secreterende cellen (B-cellen) van de pancreas. Deze cellen liggen in de eilanden van Langerhans, hier
lijken echter geen stamcellen te liggen. Nieuwe B-cellen worden gevormd door deling van bestaande
B-cellen.
In de lever ontstaan er ook nieuwe hepatocyten door duplicatie van bestaande. De snelheid van
deling van deze cellen wordt aangepast als er bijvoorbeeld schade optreedt.
Cellen van het bindweefsel ontstaan uit het mesoderm. Bij de familie van de bindweefselcellen horen
de fibroblasten, cartilage cells, bone cells (secreteren matrix die verantwoordelijk is voor
ondersteuning van ons lichaam), adipocyten en gladde spiercellen.
De fibroblasten lijken de minst gespecialiseerde cellen. Ze liggen overal in de ECM en secreteren type
I en type III rijk collageen. Bij beschadigd weefsel migreren de fibroblasten en gaan ze meer collageen
secreteren. Hierdoor zijn ze makkelijk te kweken.
Bone marrow stromal cells, ook wel mesenchymale stamcellen, kunnen in kweek blijven delen en
stamcellen blijven of kunnen differentieren tot vetcellen, kraakbeen cellen of bot cellen. Dit lot wordt
bepaald door de matrix: een stijve matrix zorgt voor botcel vorming, en zachte elastische matrix leidt
tot vetcel vorming.
Kraakbeen kent enkel chondrocyten die in een simpele matrix van proteoglycanen en collageen type
II liggen. Het weefsel groeit als de chondrocyten meer matrix afzetten.
Bot heeft een veel stijvere matrix en groeit alleen door appositie: het afzetten van matrix op een vrij
oppervlakte. De matrix bestaat uit collageen type I en calciumfosfaat (hydroxylapatite kristallen). De
osteoblasten liggen aan de oppervlakte van de matrix en secreteren nieuwe matrix. Binnen in kleine
ruimtes in de matrix, ook wel de lacuna, liggen osteocyten. Door kleine kanaaltjes, de canaliculi,
staan ze in contact (gap junctions) met andere osteocyten. Door de matrix lopen ook bloedvaten en
zenuwen.
Terwijl de osteoblasten nieuw bot maken, wordt bot tegelijk door osteoclasten afgebroken.
Osteoclatsen ontstaan uit hepatopoeitische stamcellen in het beenmerg. Vele osteoclatsen
voorlopers fuseren om de volwassen, multi-kern, osteclasten te vormen. Osteoclasten kunnen
kanaaltjes graven tot diep in het dichte bot matrix. Bloedvaten gaan in zulke kanaaltjes groeien. Hier
komen ook osteoblasten te zitten om het kanaaltje steeds smaller te maken.
Osteoporosis: door te veel osteoclasten wordt het bot zwak.
Osteopetrosis: door een te veel aan osteoblasten wordt het bot te dicht.
Zoogdieren hebben vier celtypes die gespecialiseerd zijn in contractie:
1. Skeletspieren cellen
2. Hart (cardiac) spieren cellen
3. Gladde spieren cellen
4. Myoepitheliale cellen
Myoblasten zijn de voorlopers van de skeletspier vezels. Na een tijdje stoppen de myoblasten met
delen, zetten de expressie aan van skeletspier specifieke genen en gaan fuseren. Na de fusie gaan
deze cellen nooit meer delen. Als een spier beschadigd is kunnen satteliet cellen (kleine platte cellen
rond de spiervezels) geactiveerd worden, na deling kunnen hun nakomelingen fuseren om spieren te
herstellen of groei mogelijk te maken. Het herstellend vermogen is echter beperkt, als de satteliet
cellen het niet bij kunnen houden wordt spier schade hersteld door bindweefsel vorming.
Endothelial cells vormen de wanden van bloedvaten. De binnenste laag van een bloedvat wordt het
endothelium genoemd, en deze wordt gescheiden van de rest van het lichaam door een basale
lamina. Afhankelijk van de functie van het bloedvat is er een wand van spiercellen, bindweefsel etc
omgeen aanwezig.
Stamcellen van het darmepitheel bevinden zich in de crypte. Nieuwgevormde gedifferentieerde
cellen bewegen zich uit de crypte naar de villi. Er zijn vier type gedifferentieerde cellen:
1. Absorptive cells: ook wel de borstel cellen of enterocyten. Deze hebben microvilli. Deze
nemen stoffen op en produceren hydrolytische enzymen.
2. Goblet cells: produceren mucus.
3. Paneth cells: onderdeel van het innate immuunsysteem, secreteren eiwitten die bacteriën
doden.
4. Enteroendocrine cells: secreteren serotonine en hormonen die de groei, proliferatie en
digestieve activiteiten reguleren.
De paneth cellen zijn de enige gedifferentieerde cellen die in de crypten blijven. Helemaal in de
bodem van de crypten liggen de stamcellen. Hierboven liggen sneller delende cellen, de committed
precursors of transit amplifying cells. Hun delingen dienen vooral om het aantal gedifferentieerde
cellen te amplificeren.
Apc codeert voor een gen wat betrokken is in de Wnt signalering. Cellen in de crypt die twee kopiën
voor dit gen verloren zijn blijven delen, waardoor adenomas zich ontwikkelen. Wnt signalering
voorkomt normaal gesproken dus ongecontroleerde celdeling in de cryptes.
Lgr5 komt specifiek tot expressie in de darm stamcellen. Lgr5 expressie cellen zijn multipotent: alle
andere darmcellen worden uit deze stamcellen gevormd.
Je kan stamcellen krijgen door een asymmetrische deling van de vorige stamcel of door ‘keuze’
(afhankelijk van bijvoorbeeld de omgeving). Voor de darmcellen klopt ‘independent choice model’.
Stem-cell niche: de Paneth cellen (die tussen de 15 Lgr5 expressie cellen liggen) produceren signalen
(waaronder Wnt) om de stamcellen in hun staat te houden. Het bindweefsel en de paneth cellen
hebben een sterke invloed op welke cellen in de crypte blijven en stamcellen blijven en welke eruit
geduwd worden en gaan differentiëren.
Omdat Paneth cellen zelf de nakomelingen zijn van de stamcellen, en ze deze cellen nu
onderhouden, is er dus een zelf organiserend vermogen van de darm crypten. Als stamcellen in vitro
gegroeid worden ontstaat er een geheel nieuw darm epitheeltje.
De cellen die in de crypten zitten brengen EphB receptoreiwitten tot expressie. De cellen die gaan
differentiëren tot goblet, absorvative en endocriene cellen schakelen deze expressie uit. Deze
schakelen de expressie van het celoppervlakte ligand, Eph, juist aan. Door het verschil in ephrine
expressie vindt er segregatie van de celtypes plaats.
Als er in de crypte geen Notch signalering meer plaats vindt worden alle cellen in de crypten goblet
cellen. Als de Notch signalering juist verhoogd wordt, worden er alleen maar absorvative cellen
geproduceerd.
- Goblet cellen hebben de Notch ligand Delta, Delta bindt aan naastgelegen Notch receptoren
waardoor de cellen die Notch tot expressie brengen geïnhibeerd worden van Goblet cellen
worden.
- Paneth cellen hebben Delta, wat bindt aan de Notch receptoren van de stamcellen, wat de
stamcellen inhibeert van differentieren. Er is dus zowel Wnt als Notch signalering nodig.
Bij de epidermis liggen de stamcellen dicht bij de basale lamina (waar ze signalen van ontvangen) en
worden cellen steeds meer gedifferentieerd naarmate ze dichter bij de huidoppervlakte komen.
, Sommige gedifferentieerde cellen kunnen ook gewoon delen. Dit zijn bijvoorbeeld de insuline
secreterende cellen (B-cellen) van de pancreas. Deze cellen liggen in de eilanden van Langerhans, hier
lijken echter geen stamcellen te liggen. Nieuwe B-cellen worden gevormd door deling van bestaande
B-cellen.
In de lever ontstaan er ook nieuwe hepatocyten door duplicatie van bestaande. De snelheid van
deling van deze cellen wordt aangepast als er bijvoorbeeld schade optreedt.
Cellen van het bindweefsel ontstaan uit het mesoderm. Bij de familie van de bindweefselcellen horen
de fibroblasten, cartilage cells, bone cells (secreteren matrix die verantwoordelijk is voor
ondersteuning van ons lichaam), adipocyten en gladde spiercellen.
De fibroblasten lijken de minst gespecialiseerde cellen. Ze liggen overal in de ECM en secreteren type
I en type III rijk collageen. Bij beschadigd weefsel migreren de fibroblasten en gaan ze meer collageen
secreteren. Hierdoor zijn ze makkelijk te kweken.
Bone marrow stromal cells, ook wel mesenchymale stamcellen, kunnen in kweek blijven delen en
stamcellen blijven of kunnen differentieren tot vetcellen, kraakbeen cellen of bot cellen. Dit lot wordt
bepaald door de matrix: een stijve matrix zorgt voor botcel vorming, en zachte elastische matrix leidt
tot vetcel vorming.
Kraakbeen kent enkel chondrocyten die in een simpele matrix van proteoglycanen en collageen type
II liggen. Het weefsel groeit als de chondrocyten meer matrix afzetten.
Bot heeft een veel stijvere matrix en groeit alleen door appositie: het afzetten van matrix op een vrij
oppervlakte. De matrix bestaat uit collageen type I en calciumfosfaat (hydroxylapatite kristallen). De
osteoblasten liggen aan de oppervlakte van de matrix en secreteren nieuwe matrix. Binnen in kleine
ruimtes in de matrix, ook wel de lacuna, liggen osteocyten. Door kleine kanaaltjes, de canaliculi,
staan ze in contact (gap junctions) met andere osteocyten. Door de matrix lopen ook bloedvaten en
zenuwen.
Terwijl de osteoblasten nieuw bot maken, wordt bot tegelijk door osteoclasten afgebroken.
Osteoclatsen ontstaan uit hepatopoeitische stamcellen in het beenmerg. Vele osteoclatsen
voorlopers fuseren om de volwassen, multi-kern, osteclasten te vormen. Osteoclasten kunnen
kanaaltjes graven tot diep in het dichte bot matrix. Bloedvaten gaan in zulke kanaaltjes groeien. Hier
komen ook osteoblasten te zitten om het kanaaltje steeds smaller te maken.
Osteoporosis: door te veel osteoclasten wordt het bot zwak.
Osteopetrosis: door een te veel aan osteoblasten wordt het bot te dicht.
Zoogdieren hebben vier celtypes die gespecialiseerd zijn in contractie:
1. Skeletspieren cellen
2. Hart (cardiac) spieren cellen
3. Gladde spieren cellen
4. Myoepitheliale cellen
Myoblasten zijn de voorlopers van de skeletspier vezels. Na een tijdje stoppen de myoblasten met
delen, zetten de expressie aan van skeletspier specifieke genen en gaan fuseren. Na de fusie gaan
deze cellen nooit meer delen. Als een spier beschadigd is kunnen satteliet cellen (kleine platte cellen
rond de spiervezels) geactiveerd worden, na deling kunnen hun nakomelingen fuseren om spieren te
herstellen of groei mogelijk te maken. Het herstellend vermogen is echter beperkt, als de satteliet
cellen het niet bij kunnen houden wordt spier schade hersteld door bindweefsel vorming.
Endothelial cells vormen de wanden van bloedvaten. De binnenste laag van een bloedvat wordt het
endothelium genoemd, en deze wordt gescheiden van de rest van het lichaam door een basale
lamina. Afhankelijk van de functie van het bloedvat is er een wand van spiercellen, bindweefsel etc
omgeen aanwezig.
