Nature：干细胞致癌研究重大发现！一天更换100亿个细胞
2018-06-07 小通 生物通
我们的肠道每天都在不断地自我更新。单单就是结肠这一段，即胃肠道最后的1.5米，每天就能更换100亿个上皮细胞。
我们的肠道每天都在不断地自我更新。单单就是结肠这一段，即胃肠道最后的1.5米，每天就能更换100亿个上皮细胞。
肠道上皮是形成小肠和大肠内膜的细胞层，负责吸收营养。来自瑞士苏黎世大学的研究人员发现，这个再生过程是由上皮（隐窝）中小褶皱干细胞驱动的，干细胞在这里与其它细胞相互作用，产生驱动再生的信号，其中的关键就在于维持干细胞的关键激活信号——“Wnt”。
这一研究成果公布在6月6日的Nature杂志上，由苏黎世大学的Konrad Basler领导完成，Basler是瑞士医学科学院院士，美国科学院外籍院士，欧洲分子生物学组织(EMBO)会士。多年来他一直致力于Wnt信号通路的研究，在这一领域处于领先地位，曾获得Louis-Jeantet医学奖，Friedrich Miescher奖，和欧洲分子生物学学会金质奖章。
癌症干细胞争论
科学家们很早之前就提出干细胞分裂是肿瘤生长所必需的，癌症干细胞能驱动肿瘤生长与转移，由此提出了将去除癌症干细胞作为癌症治疗的靶标之一。然而这在许多类型的癌症中都还没有找到确凿的实验证据。
十多年前，科学家们定义了隐窝干细胞两种选择性的身份。一方面，有人认为，挤在潘氏细胞之间的小增殖细胞是隐窝干细胞。后来，蛋白质Lgr5被确定为是这些细胞的一种灵敏标记物，提供了它们体内“干性”（ stemness）的证据。随后，单一表达Lgr5(Lgr5+)的细胞被证实在体外形成了不断扩大的、可移植的“微型肠”。另一方面，研究人员在潘氏细胞上方+4位点直接标记出了DNA标记滞留细胞(LRCs)。随后他们报道了静态“+4 LRCs”的一些分子标记物，其中包括Bmi1蛋白。
干细胞无信号死亡
在最新研究中，Basler等人发现了负责向干细胞提供激活信号的细胞。这些所谓的Gli1阳性细胞包裹在上皮隐窝周围，形成了干细胞微环境。
研究人员在小鼠中进行了研究，证明这些细胞在形成和修复肠上皮细胞方面发挥着重要作用。Basler说：“如果Gli1阳性细胞被清除或不能分泌Wnt蛋白，激活信号就会消失，因此结肠的干细胞和上皮细胞都会死亡，生物体也会死亡。”
长期持续激活会导致结肠癌
当干细胞被驱动不断分裂时，肠道上皮细胞平衡调节的重要性就变得尤为明显，如果Wnt信号过度刺激，干细胞会不受控制的分裂。研究人员表示，“Wnt信号通路发生突变的小鼠会长出息肉，之后发展成结肠癌。人类也是如此。”
微环境细胞也负责组织修复
在进一步的研究中，研究人员还检查了干细胞微环境中细胞对结肠炎症的反应。他们发现在这种情况下，炎症动物比健康动物会丢失更多的上皮细胞，因此对新细胞的需求更大，这表明这一组织不仅需要维护而且还需要修复。
研究人员观察到，Gli1阳性细胞的数量在炎症性结肠反应中显著增加。 Basler说：“我们发现的细胞不仅对健康有机体至关重要，而且在修复受损肠道上皮细胞时也是必不可少的。”因此，结肠干细胞微环境的发现具有重要意义，不仅揭示了癌症的发展历程，而且与炎症也具有一定的相关性。
原始出处：
Bahar Degirmenci, et al.GLI1-expressing mesenchymal cells form the essential Wnt-secreting niche for colon stem cells.Nature, 1–5
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