A transzdifferenciálás metamorfózissal jár. Egy adott sziklevél differenciált sejtjeit átalakítják egy másik sziklevél sejtjeivé olyan eljárásokkal, mint a hiszton dezacetilezése és metilezése. A transzdifferenciálódás hibás folyamatai számos betegség hátterében állnak, például Barrett ösztrofágja.
Mi a transzdifferenciálás?
A tudósok elsősorban a humán őssejtekkel társítják a transzdifferenciálódási képességet. Az embrionális fejlődés három különálló csíralemez alapján történik. A differenciálás az embrionális sejtek fejlődésének egyik lépése. A sejtek differenciálódási folyamatok révén speciális formává alakulnak át. A mindenható embrionális sejtek első megkülönböztetése megfelel a sziklevelek fejlődésének, amelyek szövetspecifikusak, ezért már nem mindenhatóak. A transzdifferenciálás különleges eset, vagy akár a differenciálás megfordítása. A folyamat megfelel egy metamorfózisnak. Ebben a folyamatban az egyik sziklevél sejtjei átalakulnak egy másik sziklevél sejtjeivé. A legtöbb transzdifferenciálás nem közvetlenül következik be, hanem a dedifferenciálásnak felel meg, amit viszont minden esetben ellentétes irányú differenciálás követ. A tudósok elsősorban a humán őssejtekkel társítják a transzdifferenciálódási képességet. Minden transzdifferenciálódáskor a megfelelő teljes változása gén expresszió molekuláris biológiai szinten történik. Minden transzdifferenciálás aktivitásváltozást igényel ezernyi egyedben gén szegmensek. Egyes betegségek kapcsán kóros transzdifferenciálódási folyamatok mennek végbe. Alapvetően azonban a transzdifferenciálódásnak nem kell semmilyen kóros értéke.
Funkció és feladat
A transzdifferenciálás során a gén egy sejt expressziója molekuláris genetikai szinten teljesen megváltozik. Ez kihatással van a replikációra. A transzdifferenciált sejtben a gén teljesen más szakaszai replikálódnak, mint eredetileg tervezték. Emiatt a fehérjeszintézis végül teljesen eltér az eredetileg tervezettől. A transzdifferenciálódás a korábban aktív gének elnémításával jár. Ez az elnémítás nagyrészt hiszton-dezacetilezési vagy metilezési folyamatok révén megy végbe az egyes DNS-szegmensekben. A transzdifferenciálódás teljes lefolyása megköveteli a gén számtalan szakaszának aktivitását. A transzdifferenciált sejt génexpressziója alapvetően nem felel meg a génexpresszió eredeti mintázatának. A hiszton dezacetilezési folyamata nemcsak bizonyos génszegmensek elnémítását szolgálja, hanem megváltoztatja a DNS megkötő képességét is. A hiszton dezacetilezési folyamata a hisztonra összpontosul, amelynek szerkezetéből egy acetilcsoport eltávolításra kerül. Ez a hisztonnak sokkal nagyobb affinitást biztosít a DNS iránt foszfát csoportok. Ez egyidejűleg alacsonyabb kötési képességet eredményez a transzkripciós faktorok és a DNS között. A transzkripciós faktorok pozitívan vagy negatívan befolyásolják a transzkripciót, így aktivátorok vagy represszorok. A transzkripciós faktorok csökkent kötődési képessége a DNS megfelelő pontján elhelyezkedő egyes génexpressziók gátlását eredményezi. A metilezési folyamat végső soron a DNS inaktiválásának elvét is követi. Az egyetlen különbség az, hogy a metilezési folyamatokban a hangsúly nem a hisztonon van, hanem a metilcsoportokon. Ezek a metilcsoportok a DNS egy meghatározott szakaszához kötődnek, és így inaktiválják az egyes DNS szakaszokat. A sejtek differenciálódása során a génexpressziójuk jelentősen megváltozik, és a folyamatok során számos gén ki is kapcsolódik. A teljes transzdifferenciálás egyidejűleg több ezer gén magas expressziójára támaszkodik, és egyidejűleg több ezer más gén expressziójában szükséges lefelé történő szabályozás. Csak így helyes fehérjék végső soron a sejt transzformációjához áll rendelkezésre. Például egy izomsejt alapvetően mást igényel fehérjék mint a máj sejt. Vagy a transzdifferenciálás közvetlenül, vagy egy kitérővel történik. Ez a kitérő a differenciálódásnak felel meg, amelyet egy későbbi redifferenciálás követ más irányokban.
Betegségek és betegségek
A transzdifferenciálás számos különféle betegség hátterében áll, klinikailag relevánssá téve azt. Például az úgynevezett Barrett-nyelőcső társul a transzdifferenciálódás folyamataival. Ez a betegség a sejtek transzformációján alapszik hámszövet, amelyek a kóros folyamatok során transzdifferenciálódnak a mucin termelő bélsejtekhez. Ebben az összefüggésben van beszél a bél metapláziája, amely a degeneráció fakultatív kockázatával jár és kedvezheti például az adenokarcinómák kialakulását. Általában a Barrett-szindrómát a disztális nyelőcső krónikus gyulladásos változásaként írják le, amely peptikus fekélyek kialakulását eredményezi, ami előfordulhat a visszafolyás betegség. A szindrómában a laphám átalakulása hámszövet a disztális nyelőcsőben fordul elő. A transzdifferenciálódáson alapuló másik betegség megfelel a leukoplakiát. A szájnyálkahártya-sejtek ennek a jelenségnek a részeként transzdifferenciálódnak prekancerózus sejtekké, ami elősegítheti laphámsejtes karcinóma. Leukoplakia a hiperkeratózisai nyálkahártya amelyek gyakran diszplasztikusak egyidejűleg. Amellett, hogy a szájüreg, ezek a leukoplakiák elsősorban az ajkakon és a nemi szervek területén fordulnak elő. Leukoplakia általában a krónikus irritáció előzi meg bőr vagy nyálkahártya. Ez az irritáció megvastagítja a kanos réteget az érintett területen. A vöröses nyálkahártya így fehéressé válik, ahogy a hajszálcsöves hajók a vastag alatt már nem lehet kiállítani hámszövet. Az okozó inger lehet mechanikus, biológiai, fizikai vagy kémiai. A biológiai ingerek közé tartoznak a krónikus vírusfertőzések. A kémiai okozati ingereket általában az okozza dohányzás vagy rágás dohány. A mechanikus ok-okozati ingerek lehetnek rosszul illeszkedők fogsor.
