干细胞保护胃粘膜的秘密
胃体是腺胃的主要组成部分，由壁细胞、主细胞、凹细胞和颈细胞组成。这些特殊的上皮细胞中的每一个在消化中都发挥着重要作用，并且它们不断地被干细胞分化形成的新细胞所补充。这一过程的缺陷会导致肠化生和胃癌等胃部疾病。然而，负责干细胞更新和分化以及维持胃稳态的潜在机制仍然是一个黑匣子。
为了弥补这一差距，奈良科学技术研究所(NAIST)的Hitomi Takada和Akira Kurisaki领导的一组研究人员最近提出了两条在干细胞分化调节中发挥作用的信号通路。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
“诱导干细胞分化为特定胃细胞类型的信号通路尚未得到证实。为了解决这一差距，我们采用了 Quartz-Seq2(RIKEN 开发的最精确的单细胞 RNA 测序技术)以及使用从胃腺中分离的细胞进行体外胃测定，并使用小鼠模型进行体内实验， ”该研究的主要作者高田说。该团队的组合方法使他们能够分析干细胞分化为凹陷细胞、颈部细胞和壁细胞谱系的基因表达动态，并确定调节凹陷细胞分化的信号通路。
使用伪时间依赖性基因分析(当细胞在分化过程中经历各个阶段时提供有关基因表达的信息)以及体外和体内通过分析，研究小组发现转化生长因子α-表皮生长因子受体-细胞外信号调节激酶(TGFɑ-EGFR-ERK)信号通路负责干细胞分化为分泌粘液的凹坑细胞。研究小组还指出，当 EGFR 受到药理学抑制时，产生的凹陷细胞较少，这表明该途径是小鼠胃干细胞分化为凹陷细胞所必需的。此外，研究小组还鉴定了肿瘤坏死因子配体超家族成员激活B细胞的12核因子κ轻链增强子(TNFSF12-NF-κB)信号通路，并指出它有助于维持胃上皮细胞处于未分化状态。
结合他们的发现，“我们知道 EGFR 信号传导与胃癌密切相关，并且多种 EGF 受体在各种癌症中过度表达。然而，令人惊喜的是，通过我们的单细胞分析发现 EGFR 信号传导具有分化作用-在健康的胃稳态中促进作用而不是促有丝分裂作用，”该研究的资深作者 Kurisaki 解释道。
这项研究是了解健康胃中维持细胞稳态的机制的第一步。
那么，该小组将何去何从?他们对未来的前景感到鼓舞。Takada 总结道：“我们已经证明 TGFα-EGFR-ERK 和 TNFSF12-NF-κB 形成了健康胃上皮稳态的微调调节框架。这为研究其他胃肠道疾病的机制奠定了基础。”
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