Ny metod visar hur tarmen bildas under fosterutvecklingen
Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en metod som gör det möjligt att följa hur olika celltyper i tarmen bildas under fosterutvecklingen hos mus. Metoden ger nya insikter i hur tarmens vävnader och nervsystem utvecklas och kan också användas för att undersöka hur gener påverkar dessa processer. Resultaten har publicerats i tidskriften PNAS.
Tarmen består av många olika typer av celler som måste hamna på rätt plats och få rätt funktion under fosterutvecklingen. Hur detta går till har varit svårt att studera, bland annat eftersom det saknats metoder för att märka och följa celler i den växande tarmen.
I den aktuella studien har forskarna utvecklat en metod där genetiska ”streckkoder” förs in i tidiga musembryon genom så kallad in utero-injektion. Streckkoderna förs vidare när cellerna delar sig, vilket gör det möjligt att kartlägga vilka celltyper som har ett gemensamt ursprung.
Genom att följa de streckkodade cellerna kunde forskarna se att olika delar av tarmen utvecklas enligt delvis olika principer. Tarmens stödjevävnad tycks få sin regionala identitet tidigt under utvecklingen, och dess förstadieceller verkar redan från början vara inriktade mot specifika framtida uppgifter. De celler som senare bildar tarmens eget nervsystem behåller däremot sin utvecklingspotential under en längre tid och specialiseras först senare.
– Vår metod gör det möjligt att följa hur enskilda celler bidrar till uppbyggnaden av tarmen under fosterutvecklingen. Det ger oss en bättre förståelse för hur olika celltyper uppstår och organiseras i vävnaden, säger Ulrika Marklund, docent vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet och korresponderande författare till studien.
Forskarna visade också att metoden kan användas för att påverka geners aktivitet under utvecklingen. Som ett första exempel ökade de aktiviteten hos genregulatorn ASCL1, vilket ledde till att fler nervceller bildades i tarmen.
– Eftersom tekniken också kan användas för genetisk manipulation får vi ett verktyg för att undersöka hur specifika gener styr utvecklingen av tarmens olika celltyper, säger Ulrika Marklund.
Enligt forskarna är detta första gången som en metod kombinerar möjligheten att märka in, studera och genmanipulera tarmvävnad hos mus under fosterutvecklingen. Studien bidrar därför både med ny kunskap om hur tarmen och dess nervsystem bildas och med ett nytt verktyg för framtida forskning.
På sikt kan metoden användas för att undersöka hur störningar tidigt i fosterutvecklingen påverkar tarmens utveckling och hur sådana förändringar kan bidra till medfödda eller kroniska tarmsjukdomar.
Studien genomfördes i nära samarbete med Emma Anderssons grupp vid Institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet.
Publikation
Resolving cell lineages and gene functions in the developing mouse gastrointestinal tract using in utero transduction.
Liu Z, Padmanabhan K, He J, Hector K, Semsch B, Sun J, Knoflach V, Giatrellis S, Lorentz J, Dallakyan K, Göritz C, Andersson ER, Marklund U
Proc Natl Acad Sci U S A 2026 Sep;123(37):e2614077123