Souhra mezi cirkadiánními hodinami, výklenkem střevních kmenových buněk a osudem epiteliálních buněk vytváří naše chápání toho, jak jsou regulovány homeostázy a regenerace buněk. Nedávné poznatky odhalují, že cirkadiánní rytmus, základní 24hodinový cyklus regulující četné fyziologické funkce, hraje klíčovou roli při udržování zdraví střeva koordinací proliferace a diferenciace střevních epiteliálních buněk.
Střevní epitel je vysoce dynamický a podstupuje konstantní obnovení pro udržení integrity tkáně. Jádrem tohoto procesu jsou střevní kmenové buňky (ISC), které vedou k různým typům epiteliálních buněk. Diferenciace a osud těchto buněk jsou ovlivněny složitými interakcemi mezi cirkadiánními hodinami, buněčným cyklem a klíčovými signalizačními cestami, jako je Wnt, Notch a Hippo. Tyto dráhy regulují rovnováhu mezi buněčnou proliferací a diferenciací a zajišťují efektivní obnovení epitelu a homeostázy střev.
Jedním z nejvýznamnějších zjištění je přeslech mezi cirkadiánní regulací hodin a regulací buněčného cyklu. Narušení cirkadiánního rytmu, způsobené faktory, jako je zpoždění trysky, směnné práce nebo nepravidelné spánkové vzorce, mohou narušit funkci střevních kmenových buněk, což vede ke snížené regenerační kapacitě a epiteliální nestabilitě. V této souvislosti se signalizační cesta Wnt objevuje jako klíčová spojení, protože reguluje jak proliferaci kmenových buněk, tak progresi buněčného cyklu. Během buněčného dělení cirkadiánní proteiny jako BMAL1 a PER2 modulují aktivitu Wnt, přičemž udržují rytmický vzorec nezbytný pro opravu tkáně.
Kromě toho signalizační dráha Notch interaguje s cirkadiánními hodinami pro kontrolu rozhodnutí o osudu buněk v rámci střevních krypty. Podporou diferenciace absorpčních buněk a inhibicí sekrečních linií pomáhá signalizace Notch udržovat rovnováhu epitelu. Cirkadiánská regulace cílových genů Notch, jako je HES1, zajišťuje, že dělení kmenových buněk a diferenciace buněk jsou synchronizovány s přirozenými rytmy těla.
Cesta hrocha hraje také rozhodující roli a ovlivňuje proliferaci kmenových buněk regulací aktivity transkripčních faktorů YAP/TAZ. Když dojde k cirkadiánnímu narušení, změněná signalizace hrocha může vést k nekontrolovanému růstu buněk, což zvyšuje riziko poruch střeva a dokonce i rakovinu. Udržování cirkadiánní rovnováhy je proto zásadní pro zachování zdraví střeva a prevenci patologických podmínek.
Integrací znalostí cirkadiánní biologie s regulací střevních kmenových buněk vědci připravují cestu pro terapeutické strategie zaměřené na posílení regenerace střev a prevenci cirkadiánních narušení. Pochopení toho, jak cirkadiánní hodiny ovlivňují dynamiku epiteliálních buněk, by mohlo vést k novým zásahům zaměřeným na poruchy střeva a zlepšení výsledků pacienta.
Zdroj:
Reference časopisu:
Liu, J., et al. (2025). Přeslech mezi cirkadiánními hodinami, výklenkem střevních kmenových buněk a rozhodováním osudu epiteliálních buněk. Geny a onemocnění. doi.org/10.1016/j.gendis.2025.101650.
