بدن معده، جزء اصلی طحال و معده، متشکل از سلول‌های دیواره، سلول‌های اصلی، سلول‌های سردابه و سلول‌های گردن است که هر یک از این سلول‌های اپیتلیال تخصصی نقش مهمی در فرآیند هضم بدن دارند و می‌توانند دائماً توسط آنها دوباره پر شوند. سلول های جدیدی که با تمایز سلول های بنیادی ایجاد می شوند. نقص در این فرآیند اغلب منجر به ایجاد بیماری‌های معده مانند متاپلازی روده و سرطان معده می‌شود، با این حال مکانیسم‌های مولکولی پشت نوسازی و تمایز سلول‌های بنیادی و همچنین آنهایی که پشت حفظ هموستاز معده هستند، در حال حاضر برای محققان ناشناخته است.
برای پر کردن این شکاف، مقاله ای در مجله بین المللی Nature Communications با عنوان "Single-cell transcriptomics uncovers EGFR signaling-mediated gastric progenitor" منتشر شده است. با واسطه تمایز سلول های پیش ساز معده در هموستاز معده، دانشمندان موسسه علوم و فناوری نارا در ژاپن و سایر موسسات دو مسیر سیگنالینگ خاص را شناسایی کرده اند که ممکن است نقش کلیدی در تنظیم تمایز سلول های بنیادی داشته باشند.
برای پرداختن به این موضوع، ما از دقیق‌ترین فناوری توالی‌یابی RNA تک سلولی به نام Quartz-Seq2 که توسط موسسه تحقیقاتی علوم فیزیکی و شیمیایی ژاپن توسعه یافته است، و همچنین از آزمایش‌های آزمایشگاهی معده بر روی سلول‌های جدا شده از غدد معده و in vivo استفاده کردیم. آزمایش‌هایی با استفاده از مدل موش انجام می‌شود." محقق تاکادا گفت. با انجام آزمایش‌های in vivo، این رویکرد ترکیبی به محققان این امکان را داد تا تغییرات دینامیکی در بیان ژن در تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های سردابه، سلول‌های گردن و دودمان سلولی دیواری را ترسیم کنند. مسیرهای سیگنال دهی خاصی که تمایز سلول های کریپت را تنظیم می کنند را شناسایی کنید.
تصویر از: Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s{3}}
با استفاده از تجزیه و تحلیل ژنتیکی شبه وابسته به زمان، که اطلاعاتی در مورد بیان ژن در مراحل مختلف تمایز سلولی و همچنین آزمایش‌های in vivo و in vitro ارائه می‌دهد، محققان سپس شناسایی کردند که فاکتور رشد تغییردهنده گیرنده فاکتور رشد آلفا-اپیدرمی- سیگنال خارج سلولی مسیر سیگنالینگ کیناز تنظیم شده (TGFɑ-EGFR-ERK) شاید در درجه اول مسئول تمایز سلول های بنیادی به سلول های کریپت ترشح کننده مخاط باشد. محققان همچنین خاطرنشان کردند که وقتی EGFR از نظر دارویی مهار شد، سلول‌های کریپت کمتری تولید شد، که نشان می‌دهد این مسیر ممکن است برای تمایز سلول‌های بنیادی معده به سلول‌های کریپت در ارگانیسم موش ضروری باشد. علاوه بر این، محققان اعضای فوق‌خانواده لیگاند فاکتور نکروز تومور را شناسایی کردند: فاکتور هسته‌ای 12 تقویت‌کننده زنجیره سبک کاپا لکوسیت‌های فعال (TNFSF12- NF-κB) مسیر سیگنالینگ، و اشاره کردند که ممکن است به حفظ سلول‌های اپیتلیال معده کمک کند. در حالت تمایز نیافته خود
محققان می دانستند که سیگنال دهی EGFR اغلب به طور پیچیده با سرطان زایی معده مرتبط است و گیرنده های متعدد EGF تمایل به بیان بیش از حد در سرطان های متعدد دارند، با این حال، در کمال تعجب محققان، با انجام تجزیه و تحلیل تک سلولی دریافتند که سیگنال دهی EGFR دارای یک تمایز مثبت است. نقش در هموستاز سالم معده و نه نقش میتوژنیک. این مطالعه اولین گام در تحقیقات دانشمندان برای درک مکانیسم های حفظ هموستاز سلولی در معده سالم است. محققان با این واقعیت که اکنون نشان داده‌اند که TGF -EGFR-ERK و NFSF{4}}NF-kB یک چارچوب ریز تنظیمی برای هموستاز اپیتلیال در معده سالم را تشکیل می‌دهند تشویق می‌شوند، که ممکن است مبنایی برای مطالعه مکانیسم های مولکولی زمینه ساز توسعه سایر بیماری های معده انسان است.
به طور خلاصه، اگرچه تصور می‌شود فعال‌سازی سیگنال‌دهی EGFR در سلول‌های پیش‌ساز معده به‌عنوان یک محرک اصلی سرطان‌زایی معده عمل می‌کند، سیگنال‌دهی EGFR ممکن است به جای یک عملکرد میتوژنیک، در هموستاز طبیعی معده، یک تابع تمایز را نیز انجام دهد.