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每天摄入100亿个结肠细胞的干细胞生态位

苏黎世大学的研究人员发现了结肠干细胞生态位的特征。利基包括激活相邻肠上皮干细胞的特殊细胞,并负责其持续更新。没有激活信号,上皮细胞就会消失。如果它不断被激活,癌症的早期阶段就会发展。这一发现有助于提高我们对肠癌和炎症的认识。

人体肠道不断更新。单独在结肠 - 最后1.5米的胃肠道 - 每天更换100亿个上皮细胞。肠上皮是形成小肠和大肠内层的细胞层,负责吸收营养。再生过程由干细胞驱动,干细胞存在于上皮的小褶皱(隐窝)中,在那里它们与产生驱动再生所需信号的其他细胞接触。维持干细胞的关键激活信号称为“Wnt”。

结肠干细胞在没有信号的情况下死亡

一组UZH研究人员,包括分子生命科学研究所的Konrad Basler,现已发现了负责向干细胞提供激活信号的细胞。这些所谓的Gli1阳性细胞围绕上皮细胞中的隐窝,从而形成干细胞壁龛。科学家们在小鼠身上进行了研究,证明这些细胞在形成和修复肠上皮细胞中发挥着重要作用。“如果Gli1阳性细胞被消除或不能分泌Wnt蛋白,则激活信号丢失。因此,结肠的干细胞以及上皮细胞将会灭亡,并且有机体会死亡,“巴斯勒说。

长期持续激活会导致结肠癌

当干细胞被驱使不断分裂时,肠上皮的均衡调节也变得明显有多么重要。如果过度刺激Wnt信号传导,则干细胞以不受控制的方式分裂。“在Wnt信号通路中发生突变的小鼠会形成息肉,结肠癌随后会发展成息,”分子生物学家补充道。人类也是如此。

生态位细胞也负责组织修复

在进一步的测试中,研究人员检查了干细胞生态位中细胞对结肠炎症反应的行为。在这种情况下,比健康动物更多的上皮细胞丢失。因此,对新细胞的需求更大,因为组织不仅必须维持而且还需要修复。研究人员观察到,Gli1阳性细胞的数量随着发炎的结肠而显着增加。“因此,我们发现的细胞不仅对健康生物有必要,而且在修复受损的肠上皮细胞时也是必不可少的,”Basler说。因此,结肠干细胞生态位的发现和描述与从炎症到癌症的一系列肠道疾病有关。

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