成熟细胞恢复干细胞以促进小鼠肠道中的组织再生和修复

哈佛干细胞研究所，达纳法伯癌症研究所和哈佛医学院的研究人员已经发现了一种先前未知的机制，它在内肠衬里的再生中起着重要作用。他们的研究结果为这种每天经历变化的组织如何维持自身提供了新的见解。

肠道是人体中最高度再生的器官，每隔五到七天就会再生其内层，称为上皮细胞。持续的细胞更新使上皮细胞能够承受它所遭受的持续磨损，同时分解食物，吸收营养物质并消除浪费。

在一项细胞干细胞研究中，研究人员发现，成熟细胞而不是其他干细胞负责补充肠道隐窝腔中的干细胞群，这些腔位于小鼠肠道毛状结构的底部。

“这是一个非常基本的发现，使我们能够深入了解组织的组织方式，”哈佛干细胞研究所首席教授，达纳法伯癌症研究所和哈佛医学院医学教授Ramesh Shivdasani说。该研究的高级作者。

在过去的10年中，科学家们一直认为肠上皮细胞能够再生的程度依赖于第二代干细胞群的存在，这些干细胞在需要之前一直处于休眠状态。相反，根据这项新研究，当干细胞被耗尽时，某些类型的成熟细胞在经历一个称为去分化的过程后会自身转化为干细胞。

“这个过程是可能的，因为我们体内的所有细胞都具有相同的遗传密码，”Shivdasani说，“但是每个细胞的不同之处在于遗传密码实际上是活跃的部分。”

为了进行去分化，细胞需要重新排列DNA折叠成细胞核内染色质的方式。这将改变哪些基因是活跃的，通常被认为不太可能发生。

然而，在消耗了小鼠肠隐窝中的原始干细胞群后，Shivdasani及其同事分析了每种细胞类型独有的分子标记和染色质特征，以确定存在哪种类型的细胞以及存在的数量。

他们发现两种不同类型的细胞群随着新干细胞的出现而发生变化，这表明这些细胞具有去分化作用并成为干细胞。所有证据都表明，人类可能会发生同样的机制。

“肠道似乎具有巨大的可塑性，”Shivdasani说，“在成千上万的肠道隐窝中，我们可以看到染色质正在展开。”

这项研究揭示了我们组织深处发生的基本过程，使我们的身体能够应对伤害，并且可以为将来确定治疗目标奠定基础。然而，Shivdasani指出，要了解这些知识如何导致特定疾病的治疗还为时过早。

“我们仍然不明白肠内成熟细胞是如何知道干细胞缺失的，”Shivdasani说，“但我们已经证明，染色质屏障很容易逆转，并且可以捕获和研究经历去分化的细胞，是一个重要的开始。“

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