The role of c-Fms and GM-Csf in intestinal biology
Bağırsak biyolojisinde c-Fms ve GM-Csf'nin rolü
- Tez No: 775100
- Danışmanlar: PROF. DR. ROBERT G. RAMSAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Melbourne
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 257
Özet
Csf-1 ve GM-CsF, hematopoietik kök hücre ve progenitörlerin proliferasyonu, hücre kaderi spesifikasyonu ve farklılaşması için gerekli olan önemli büyüme faktörleridir. Hem hematopoietik hem de hematopoietik olmayan kanserlerin immünite, inflamasyon ve ilerlemesindeki rolleri kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Enflamasyondaki bilinen rollerine ve ince bağırsak epitel hücrelerinde Csf-1 (c-Fms) ve GM-Csf (GM CsfR) reseptörlerinin varlığına rağmen, gastrointestinal homeostazdaki katkılarına dair çok az kanıt vardır. Ancak son araştırmalar, c-Fm'lerin tamamen kaybının, bağırsak proliferasyonu ve farklılaşmasında bir değişikliğe yol açabileceğini doğruladı. Bununla birlikte, bu etkinin Csf-1 ve c-Fms'yi de eksprese eden doku makrofajlarının doğrudan mı yoksa dolaylı olarak mı aracılık ettiği açık değildi. Ayrıca, GM-Csf'nin rolü daha önce ince bağırsak ve kolon homeostazı açısından araştırılmamıştır. Bu tezde c-Fms ve GM-Csf'nin bağırsak biyolojisindeki rolünü araştırdım. Bu çalışmanın ilk amacı, c-Fms kaybının ince bağırsaktaki etkisini organoid kültürler ve tamoksifen ile indüklenebilir, yetişkin bağırsağı spesifik c fms koşullu nakavt fare modeli kullanarak doğrudan incelemekti. SI epitelinde c-Fm'lerin ekspresyon paterni araştırıldı. c-Fm'lerin içsel eksikliği, mRNA düzeyinde bağırsak kök hücre gen ekspresyonunun aşağı regülasyonu ile ilişkili organoid oluşturma etkinliğinde bir azalma üretti. c-Fm'lerin in vivo kaybı, Paneth ve enteroendokrin hücre sayılarında bir azalmanın yanı sıra çoğalan hücrelerin daha önce Paneth hücreleri tarafından işgal edilen kriptlerin tabanına doğru konumsal bir kaymasına neden oldu. Bu çalışmanın ikinci amacı, ölümsüzleştirilmiş kolon hücre hatlarında Csf-1 ve IL-34'ün yanı sıra bağırsak mitojenleri Wnt3a ve R-spondin1'in proliferasyon üzerindeki etkilerini incelemekti. Ayrıca, CD24+ Paneth hücrelerinin SI kök hücrelerinin korunmasına katkıda bulunduğunun bilinmesinin altında yatan mantıkla, CD24+ kolon hücrelerinin kolonik kök hücrelere bir niş sağladığı hipotezini araştırdım. Son olarak, yetişkin kolonunda barsak iv spesifik c-Fms kaybının etkisi araştırıldı. Sadece Csf-1 veya R-spondin1'in tek başına kolon epitelyal büyümesini uyarabildiği ve birlikte kombine edildiğinde bu uyarıcı etkinin daha da arttığı bulundu. CD24+ kolon hücreleri, goblet hücreleri ve Lgr-5 ekspresyonunun nispeten yüksek olduğu bir hücre popülasyonu için zenginleştirildi. CD24 ifadesinin ifadesi, şaşırtıcı bir şekilde, iki nokta üstüste kriptlerindeki c-Fms kaybından etkilenmedi. Global c-fms nakavt çalışmasının aksine, c-fms'nin barsak spesifik inaktivasyonu, en az 4 ila 8 hafta boyunca bozulmamış epitel hücre çoğalmasına ve farklılaşmasına yol açtı. Tezimin son amacı, GM-Csf ifadesinden yoksun farelerin kullanımı yoluyla SI ve kolon homeostazında GM-Csf'nin rolünü keşfetmekti. GM-Csf kaybının, gm-csf -/- dişi farelerde bağırsak kök hücresinde ve proliferasyon gen ekspresyonunda dramatik bir azalmaya yol açtığını buldum. İlginç bir şekilde gm-csf -/- erkek farelerde durum böyle değildi. Ek olarak, dişi farelerde bağırsak proliferasyonu ve farklılaşması GM-Csf kaybıyla değişmedi. Bu veriler, farelerde bağırsak kök hücrelerinin düzenlenmesinde cinsiyete bağlı farklılıkların önemini vurgulamaktadır. Toplu olarak, bu veriler, c-Fms sinyalinin Paneth ve enteroendokrin hücre farklılaşmasına aracılık ederek ve kök hücre fonksiyonunu teşvik ederek SI homeostazı için önemli olduğunu göstermektedir. c-Fm'lerin işlevi, yetişkin farelerde kolon epitel hücre farklılaşması için vazgeçilmez olabilir veya belki de c-Fm'lerin yokluğu, makrofajlar veya miyofibroblastlar gibi stroma tarafından salınan diğer temel faktörler tarafından telafi edilebilir. Ayrıca, Csf-1 tarafından c-Fms aktivasyonu, kolon hücresi proliferasyonunu teşvik etmek için Wnt sinyali ile işbirliği yapabilir. Ek olarak, çalışmam, bağırsak kök hücresi ve proliferasyon genlerinin cinsiyete özgü transkripsiyonel düzenlemesinde GM-Csf'nin potansiyel rolünü ortaya çıkardı. Genel olarak, tez çalışmalarım bağırsak biyolojisinde c-Fms ve GM-Csf'nin rolüne ilişkin anlayışımızı geliştirdi.
Özet (Çeviri)
Csf-1 and GM-CsF are important growth factors required for proliferation, cell fate specification and differentiation of hematopoietic stem cell and progenitors. Their role in immunity, inflammation and progression of both hematopoietic and nonhematopoietic cancers has been extensively investigated. Despite their known role in inflammation and the presence of the receptors for Csf-1 (c-Fms) and GM-Csf (GMCsfR ) on small intestinal epithelial cells, there is little evidence for their contribution to the gastrointestinal homeostasis. Recent investigation however confirmed that the complete loss of c-Fms can lead to an alteration of intestinal proliferation and differentiation. However, it was not clear whether this effect was direct or indirectly mediated by tissue macrophages that also express Csf-1 and c-Fms. Furthermore, the role of GM-Csf has not been investigated previously in terms of small intestine and colon homeostasis. In this thesis, I explored the role of c-Fms and GM-Csf in intestinal biology. The first aim of this study was to directly examine the effect of loss of c-Fms in small intestine using organoid cultures and a tamoxifen inducible, adult intestine specific cfms conditional knock-out mouse model. The expression pattern of c-Fms in SI epithelium was investigated. The intrinsic deficiency of c-Fms produced a reduction in organoid forming efficiency which was associated with down-regulation of intestinal stem cell gene expression at the mRNA level. In vivo loss of c-Fms produced a decrease in Paneth and enteroendocrine cell numbers as well as a positional shift of proliferating cells towards the bottom of crypts previously occupied by Paneth cells. The second aim of this study was to examine the effects of Csf-1 and IL-34 as well as the intestinal mitogens Wnt3a and R-spondin1 on proliferation in immortalized colon cell lines. Furthermore, I explored the hypothesis that CD24+ colon cells provide a niche to colonic stem cells with the underlying rationale that CD24+ Paneth cells are known to contribute to the maintenance of SI stem cells. Finally, the effect of intestine iv specific loss of c-Fms in adult colon was investigated. It was found that only Csf-1 or R-spondin1 alone can stimulate colon epithelial growth and when combined together this stimulatory effect was further increased. CD24+ colon cells were enriched for goblet cells and a cell population in which Lgr-5 expression was relatively high. The expression of CD24 expression was surprisingly not affected by the loss c-Fms in colon crypts. In contrast to the global c-fms knock-out study, intestine specific inactivation of c-fms led to unimpaired epithelial cell proliferation and differentiation at least over 4 to 8 weeks. The last aim of my thesis was to explore the role of GM-Csf in SI and colon homeostasis through the use of mice lacking of GM-Csf expression. I found that the loss of GM-Csf resulted in a dramatic reduction of intestinal stem cell and proliferation gene expression in gm-csf -/- female mice. Interestingly this was not the case in gm-csf -/- male mice. In addition, intestinal proliferation and differentiation were not altered by the loss of GM-Csf in female mice. These data emphasize the importance of sex related differences in the regulation of intestinal stem cells in mice. Collectively, these data suggest that c-Fms signaling is important for SI homeostasis by mediating Paneth and enteroendocrine cell differentiation and promoting stem cell function. The function of c-Fms might be dispensable for colon epithelial cell differentiation in adult mice or perhaps the absence of c-Fms might be compensated for by other essential factors released by the stroma such as macrophages or myofibroblasts. Moreover, c-Fms activation by Csf-1 may co-operate with Wnt signaling to promote colon cell proliferation. In addition, my work has unraveled a potential role for GM-Csf in sex specific transcriptional regulation of intestinal stem cell and proliferation genes. Overall, my thesis studies have advanced our understanding of the role of c-Fms and GM-Csf in intestinal biology.
Benzer Tezler
- Fibromiyalji sendromlu olgularda tiyol/disülfit düzeylerinin oksidatif stres ve klinik parametrelerle ilişkisi
The relationship between thiol / disulfide levels and oxidative stress and clinical parameters in patients with fibromyalgia syndrome.
BİLAL AKTEKİN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Fizyoterapi ve RehabilitasyonDicle ÜniversitesiFizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KARAKOÇ
- Fibromiyaljili hastalarda serum antioksidan vitamin ve magnezyum düzeylerinin klinik parametrelerle ilişkisi
The association between serum antioxidant vitamins and magnesium levels and clinical parameters in patients with fibromyalgia
ŞÜKRAN TAŞTAN SAKARYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YEŞİM AKYOL
- Fibromiyalji sendromu hastalarının zihin kuramı, empati ve bağlanma biçimleri açısından sağlıklı gönüllüler ile karşılaştırılması
A comparison of fibromyalgia syndrome patients with healthy controls in terms of theory of mind, attachment style and empathy
BEYCAN GÖZDE AYHAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Aile HekimliğiMarmara ÜniversitesiAile Hekimliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLRU PEMRA ÜNALAN
- Fibromiyalji sendromlu kadınların depresyon ve mizaç karakter özellikleri açısından değerlendirilmesi
Evaluation of depression and temperament, character profiles in patients with female fibromyalgia syndrome
ÖZLEM ALTUNÖREN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2010
PsikiyatriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiPsikiyatri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMA ÖZLEM ORHAN
- Dönel simetrik elemanların modüler tasarımı CAM-CNC integrasyonu ve simülasyonu
Modular design, CAM-CNC integration and simulation of rotational parts
HAKAN MESTÇİ