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Cell：什么？腸道**代謝物抑制腸道干細(xì)胞增殖
日期：2025-12-10 01:03
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摘要：
腸道干細(xì)胞是身體中*為快速分裂的細(xì)胞之一，忙于產(chǎn)生新的腸道細(xì)胞來替換持續(xù)被丟棄的腸道細(xì)胞。但是不同于體內(nèi)其他地方的干細(xì)胞，腸道干細(xì)胞隱藏在腸道隱窩中。
如今，在一項新的研究中，來自美國華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)腸道干細(xì)胞位于腸道的“口袋（編者注：腸道隱窩）”中，從而避免接觸生活在腸道中的有益**大量制造的一種代謝物。這種代謝物---丁酸---限制腸道干細(xì)胞增殖，從而潛在地抑制腸道在遭受急性損傷或者因炎癥性腸病（如克羅恩病和結(jié)腸炎）遭受損害后自我修復(fù)。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月2...
腸道干細(xì)胞是身體中*為快速分裂的細(xì)胞之一，忙于產(chǎn)生新的腸道細(xì)胞來替換持續(xù)被丟棄的腸道細(xì)胞。但是不同于體內(nèi)其他地方的干細(xì)胞，腸道干細(xì)胞隱藏在腸道隱窩中。
如今，在一項新的研究中，來自美國華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)腸道干細(xì)胞位于腸道的“口袋（編者注：腸道隱窩）”中，從而避免接觸生活在腸道中的有益**大量制造的一種代謝物。這種代謝物---丁酸---限制腸道干細(xì)胞增殖，從而潛在地抑制腸道在遭受急性損傷或者因炎癥性腸病（如克羅恩病和結(jié)腸炎）遭受損害后自我修復(fù)。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月2日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“The Colonic Crypt Protects Stem Cells from Microbiota-Derived Metabolites”。
研究人員證實正常情形下，腸道內(nèi)壁中的被稱作利氏腸腺隱窩（crypt of Lieberkuhn）的微小口袋讓腸道干細(xì)胞免受丁酸的損害。但是，當(dāng)腸道遭受破壞時，丁酸能夠接觸到這些干細(xì)胞，并限制它們的增殖。
論文通信作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院病理學(xué)與**學(xué)教授、發(fā)育生物學(xué)教授Thaddeus Stappenbeck博士說，“科學(xué)家們已了解這些隱窩250多年了，但是從沒有真正地理解它們?yōu)楹未嬖凇；谖覀兊陌l(fā)現(xiàn)，我們猜測這些隱窩進(jìn)化出來保護(hù)腸道干細(xì)胞，這樣腸道就能夠持續(xù)地再生它的內(nèi)壁。”
自從上個世紀(jì)九十年代以來，丁酸就已作為一種炎癥性腸病**方法在臨床試驗中接受評估，但是都沒有確定性地證實它有療效，盡管已知它具有**性。這項研究的發(fā)現(xiàn)解釋著其中的原因：作為一種強(qiáng)效的腸道干細(xì)胞增殖抑制劑，丁酸阻止腸道補(bǔ)充它的細(xì)胞。
Stappenbeck說，“當(dāng)腸道內(nèi)壁遭受損傷---不論是急性損傷還是**---時，腸道干細(xì)胞必需發(fā)生分裂來修復(fù)這種損傷。不幸的是，抑制干細(xì)胞增殖可能是丁酸**的一個副作用。”
生活在腸道中的**加工我們飲食中的營養(yǎng)物和合成維生素。作為執(zhí)行這些任務(wù)的一部分，腸道**產(chǎn)生代謝物來影響人類健康和**，包括炎癥性腸病、肥胖、**和心臟病。
作為這項研究的一部分，Stappenbeck、博士后研究員Gerard Kaiko博士和Stacy Ryu博士在實驗室中培養(yǎng)腸道干細(xì)胞，并且篩選小鼠腸道**產(chǎn)生的*為豐富的代謝物中的100種，測試它們是否能夠增加腸道干細(xì)胞增殖。他們并沒有發(fā)現(xiàn)其中的任何一種代謝物能夠增加腸道干細(xì)胞增殖，相反，他們發(fā)現(xiàn)一種代謝物---丁酸---延緩腸道干細(xì)胞增殖。
不過，當(dāng)研究人員給小鼠進(jìn)一步注入丁酸時，不論它們接受多少數(shù)量丁酸，腸道干細(xì)胞增殖都沒有發(fā)生變化。
Ryu說，“在小鼠體內(nèi)，腸道干細(xì)胞聚集在隱窩的*底部，然而在實驗中，腸道干細(xì)胞直接接觸丁酸。我們想要知道隱窩結(jié)構(gòu)是否保護(hù)腸道干細(xì)胞免受丁酸損害。”
研究人員測量了腸道內(nèi)表面上---產(chǎn)生丁酸的**所存在的地方---的丁酸水平，然后往下測量隱窩底部---腸道干細(xì)胞存在的地方---的丁酸水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在隱窩中的丁酸水平非常低。再者，腸道表面上由腸道干細(xì)胞分化產(chǎn)生的成熟細(xì)胞不會遭受丁酸的損害，而且將丁酸作為食物進(jìn)行消化，從而進(jìn)一步阻止腸道干細(xì)胞遭遇到這種代謝物。
大多數(shù)脊椎動物的腸道含有隱窩，但是也有一些不含有。比如，年齡小的斑馬魚就沒有腸道隱窩，但是它們的腸道干細(xì)胞就像高等生物中的腸道干細(xì)胞那樣快速分裂，替換受損的腸道細(xì)胞。
不同于小鼠的是，當(dāng)研究人員讓年齡小的斑馬魚接觸丁酸時，他們觀察到斑馬魚腸道干細(xì)胞增殖速率下降。研究人員推斷，這是因為斑馬魚沒有產(chǎn)生丁酸的腸道**，所以斑馬魚并不需要一種保護(hù)它的腸道干細(xì)胞免受這種代謝物損害的機(jī)制。
Stappenbeck說，“我們認(rèn)為這些產(chǎn)丁酸**是腸道隱窩進(jìn)化的驅(qū)動力之一，但是我們需要進(jìn)行系統(tǒng)性調(diào)查來發(fā)現(xiàn)具有腸道隱窩的動物和攜帶產(chǎn)丁酸**的動物之間是否存在關(guān)聯(lián)。在我們能夠得出確定性的結(jié)論之前，還需開展更多的研究。”
