Cellula Epsilon

Le cellule Epsilon ( cellule ε) sono uno dei cinque tipi di cellule endocrine presenti nelle regioni del pancreas chiamate Isole di Langerhans. Le cellule Epsilon producono l'ormone grelina che induce la fame. Sono stati scoperti per la prima volta nei topi. Nell'uomo, queste cellule compongono meno dell'1% di tutte le cellule delle isole. Sono collegati da giunzioni strette che consentono l'impermeabilità ai composti idrosolubili.

Scoperta

I ricercatori che hanno studiato le isole pancreatiche nei topi hanno confrontato il normale tessuto pancreatico dei topi durante lo sviluppo con quello dei topi knockout. Hanno scoperto che un normale pancreas di topo include una popolazione di cellule produttrici di grelina. Prima di ulteriori indagini, si pensava che i geni Nkx2.2 e Pax4 promuovano la differenziazione cellulare delle cellule β, ma in loro assenza formano invece cellule ε. Ciò è stato successivamente confermato dai risultati secondo cui in assenza di entrambi i geni Nkx2.2 e Pax4 , le cellule β non si formano e vengono sostituite da cellule ε. Nel complesso, i risultati sono stati che esiste una popolazione di cellule ε che producono grelina nel pancreas del topo e che il knockout delle cellule β che producono insulina porta a un'enorme quantità di ε-cellule. Le cellule sono rotonde o di forma ovale e solitamente nel perimetro delle isole, a volte con estensioni citoplasmatiche. È stato anche proposto che le cellule ε provengano da un lignaggio di cellule simili sia alle cellule α che a quelle β, ma si è scoperto che sono più strettamente correlate alle cellule α. cellule ε sono state trovate nel pancreas di rane Xenopous, pesci gatto e pesci zebra tra gli altri animali. Ciò suggerisce che questa cellula isoletta è conservata in modo evolutivo. Uno studio separato ha utilizzato l'ibridazione in situ per l'mRNA di grelina e ha similmente concluso che esiste una popolazione di isole separate, precedentemente non riconosciute, che sono le cellule ε. I ricercatori sperano che le loro nuove conoscenze sulle cellule ε che producono grelina aiuteranno nel trattamento terapeutico per bloccare la formazione di cellule ε, che potrebbero potenzialmente bloccare una cascata cellulare che potrebbe aiutare nel trattamento del diabete di tipo II. Queste cellule di isole sono anche allo studio nel carcinoma del pancreas, dove si spera che possano agire da marker per tumori precedentemente silenti.

Cellule Epsilon durante lo sviluppo

Nei pancreas fetali umani, singole cellule ε si disperdono nel tessuto esocrino primitivo e si osserva che iniziano ad aggregarsi in gruppi dopo la settimana gestazionale 13. I livelli di picco della grelina sono osservati alla settimana 14 di gestazione. Dalla settimana gestazionale 21, si osservano cellule ε attorno allo sviluppo di isole nell'uomo, formando uno strato quasi continuo sul bordo delle isole. Le cellule ε si trovano centralizzate nel pancreas fetale del topo, con alcune osservate anche nello stomaco. Questi risultati nel pancreas di topi sono stati scoperti e confermati con l'uso della microscopia confocale, che è in grado di raccogliere immagini di campioni spessi ed escludere aree fluorescenti al di fuori del piano focale. Queste cellule isolette sono la principale fonte di grelina durante lo sviluppo. È stato scoperto che la grelina rilasciata dalle cellule ε promuove la crescita e la proliferazione cellulare inibendo anche l'apoptosi delle cellule beta del pancreas nel pancreas umano. Alcune cellule ε esprimono la citocheratina 20, un marker delle cellule del dotto e delle cellule precursori delle isole, suggerendo che queste cellule dell'isoletta hanno origine dall'epitelio duttale. Lo sviluppo di queste cellule deriva dal fattore di trascrizione Ngn3 . I topi con geni Nkx2.2 mutanti mostrano un aumento delle cellule ε. A livello cellulare, le cellule ε coproducono sia NKX2-2 che ISL1, ma non NKS6-1 e PAX6 come precedentemente ipotizzato. Inoltre, questo tipo di cellula co-produce ISL1 che svolge un ruolo nello sviluppo del mesenchima del germoglio pancreatico dorsale e nella differenziazione dell'epitelio pancreatico dorsale in cellule endocrine. Un totale di 36 geni sono significativamente arricchiti in cellule ε che aiutano l'inibizione della proteinasi, l'elaborazione degli ormoni, la migrazione cellulare e l'attività immunitaria che li differenzia dalle cellule α, β, δ e PP. Inoltre, le vescicole secretorie delle cellule ε (110 ± 3 nm) sono molto più piccole di quelle delle cellule α (185 ± 7 nm). A differenza delle altre cellule di isole pancreatiche, anche le cellule ε non producono altri ormoni pancreatici (insulina, glucagone, omeostatico) e non esprimono il peptide CART. Esempi di geni specifici che influenzano le cellule ε sono l'acil-coenzima A membro della famiglia 1 della catena lunga sintetasi (ACSL1) e la defensina beta 1. Si ritiene che ACSL1 abbia un ruolo nel trattamento della grelina mentre la defensina beta 1 produce una proteina che può uccidere batteri, virus e lieviti per regolare l'immunità. Dopo la nascita, il numero di cellule ε diminuisce e diventa raro nell'età adulta. Studi su topi, gerbilli del deserto e ratti di ghiaccio africani hanno prodotto risultati strettamente correlati su questo argomento.

Cellule Epsilon negli adulti

Gli esseri umani sono le uniche specie conosciute per mantenere le cellule ε che producono grelina nel pancreas nell'età adulta. Di conseguenza, ci sono difficoltà a studiare questo tipo di cellula negli adulti poiché può essere osservata solo nel pancreas umano. Durante le settimane 15-26 del feto durante lo sviluppo, le cellule ε compongono circa il 10% delle cellule delle isole, ma dopo la nascita, la loro composizione diminuisce solo all'1% delle cellule delle isole adulte. Le stime del numero medio di cellule ε per isolotto negli adulti variano in numero con risultati diversi. Uno studio ha scoperto che ci sono circa 3-5 cellule ε presenti in ogni isola del pancreas adulto, che comprende un totale di circa 1.000 isole. Un altro studio ha osservato una media di 12 ± 1,2 ε-cellule per isolotto. Nei campioni di pancreas adulti, si osserva che sono di forma rotonda o ovale e rimangono localizzati sul mantello delle isole in quantità diverse, sia in gruppi che in singole cellule. Nei topi, le cellule ε sono presenti nelle isole pancreatiche e nello stomaco durante lo sviluppo, ma si trovano rigorosamente nello stomaco dopo la nascita. Sia nell'uomo che nei topi, i risultati sono variati sul fatto che la grelina sia localizzata o meno con altri ormoni nelle fasi dell'età adulta o dello sviluppo. A causa della scarsità di cellule ε in un pancreas adulto, si prevede che non continuino a produrre grandi quantità di grelina che circola in tutto il corpo. Il pancreas adulto umano ha una composizione di cellule ε di circa 0,13 grammi. Il sesso e l'età non influenzano il numero medio di cellule ε nelle isole. Tuttavia, si nota una relazione inversa tra BMI e numero di cellule ε: all'aumentare del peso corporeo, le cellule ε diminuiscono di numero. La perdita di queste cellule a causa dell'aumento dell'IMC porta ad un aumento della secrezione di insulina e ad un aumentato rischio di apoptosi e infiammazione nelle isole pancreatiche. I recettori della membrana cellulare nelle cellule ε adulte comprendono il recettore degli acidi grassi a catena corta FFAR3, il recettore 1 dell'acido biliare accoppiato con proteine ​​G (GPCR), l'interconnessione 1 dei recettori interferone-α e interferone-β 1, il recettore interferone-γ 2, un recettore noto per la sua regolazione dell'assorbimento di immunoglobulina G, del recettore del plasminogeno e di un recettore del CD320. La varietà di recettori consente agli ormoni, ai nutrienti, ai lipidi e ai ligandi di citochine di legarsi. Il fattore di metabolismo cellulare primario presente nelle cellule ε sono i membri che compongono il metabolismo degli acidi grassi, ACSL1. L'ACSL1 è un enzima coinvolto nella prima fase dell'ossidazione degli acidi grassi e questa via funziona in questa cellula isolante specificatamente per modificare la modificazione della grelina acilica. I fattori di trascrizione necessari per la maturazione e conservazione delle cellule ε sono numerati per un totale di 366. Le funzioni di ciascun singolo fattore di trascrizione non sono state ancora studiate.

Guarda anche

• Elenco dei tipi di cellule umane derivati ​​dagli strati germinali
• La grelina e il sistema endocrino