Cell Rep:科學家首次揭示人類腸道幹細胞的行為機制

2021-01-11 生物谷

2014年8月10日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,來自倫敦大學瑪麗女王學院的研究人員通過研究首次發現了人類腸道中幹細胞的行為機制,相關研究刊登於國際雜誌Cell Reports上,或為腸癌的早期發現以及預防措施提供一定的思路和幫助。

在人類的健康腸道中,幹細胞會不斷地彼此競爭得以生存,而在某一個時間某一個腸道區域往往只會存在一種特定數量的幹細胞生存下來;然而當研究者調查早期腫瘤組織中的幹細胞時,他們卻發現隨著幹細胞生存競爭的劇烈增加,幹細胞的數量也在相應增加,這就明顯揭示了腸癌發生和幹細胞活性之間的關係。

文章中,研究者利用一種特殊開發的「工具盒」對人類機體的幹細胞進行研究,這種新型工具盒可以隨機測定老化幹細胞的突變情況,這種突變情況正表明了幹細胞所發生的行為;在本項研究開展之前,關於人類腸道幹細胞生物學的分子機制依然是個謎,而在這篇研究報導中研究者就解開了這一謎題;研究者利用小鼠進行試驗,由於小鼠的腸道特性和人類的腸道特性具有明顯的相似性,因此利用小鼠進行研究得到的結果就可以轉化到人類機體中。

與此同時,該研究的結果也可以應用於人類機體其他組織,比如皮膚、肺部和乳腺等;揭示幹細胞在人類腸道中的行為機制將是幹細胞研究領域的一大飛躍,截至目前研究人員更多的是利用小鼠來進行研究或者是將幹細胞置於自然環境中進行研究,這就扭曲了幹細胞的正常行為表現;而這項研究中研究者利用開發的新型工具來揭示腸道幹細胞的行為表現,這就可以明顯增加研究人員對於腸癌發生的理解。

最後,研究者Marnix Jansen博士說道,基於本文的研究,通過對來自腸癌患者的組織進行分析研究,我們就可以清楚揭示腸癌的發生機理,當然後期還需要進行更為深入的研究才能夠為開發治療腸癌患者的疾病以及改善其生存質量提供幫助。(生物谷Bioon.com)

 

Quantification of Crypt and Stem Cell Evolution in the Normal and Neoplastic Human Colon

Ann-Marie Baker, Biancastella Cereser, Samuel Melton, Alexander G. Fletcher, Manuel Rodriguez-Justo, Paul J. Tadrous, Adam Humphries, George Elia, Stuart A.C. McDonald, Nicholas A. Wright, Benjamin D. Simons11, Marnix Jansen11, Trevor A. Graham11

 

Human intestinal stem cell and crypt dynamics remain poorly characterized because transgenic lineage-tracing methods are impractical in humans. Here, we have circumvented this problem by quantitatively using somatic mtDNA mutations to trace clonal lineages. By analyzing clonal imprints on the walls of colonic crypts, we show that human intestinal stem cells conform to one-dimensional neutral drift dynamics with a 「functional」 stem cell number of five to six in both normal patients and individuals with familial adenomatous polyposis (germline APC−/+). Furthermore, we show that, in adenomatous crypts (APC−/−), there is a proportionate increase in both functional stem cell number and the loss/replacement rate. Finally, by analyzing fields of mtDNA mutant crypts, we show that a normal colon crypt divides around once every 30–40 years, and the division rate is increased in adenomas by at least an order of magnitude. These data provide in vivo quantification of human intestinal stem cell and crypt dynamics.

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