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Cell：什么？腸道**代謝物抑制腸道干細胞增殖
日期：2024-11-21 02:48
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摘要：
腸道干細胞是身體中*為快速分裂的細胞之一，忙于產生新的腸道細胞來替換持續被丟棄的腸道細胞。但是不同于體內其他地方的干細胞，腸道干細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圣路易斯醫學院的研究人員發現腸道干細胞位于腸道的“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（如克羅恩病和結腸炎）遭受損害后自我修復。相關研究結果于2016年6月2...
腸道干細胞是身體中*為快速分裂的細胞之一，忙于產生新的腸道細胞來替換持續被丟棄的腸道細胞。但是不同于體內其他地方的干細胞，腸道干細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圣路易斯醫學院的研究人員發現腸道干細胞位于腸道的“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（如克羅恩病和結腸炎）遭受損害后自我修復。相關研究結果于2016年6月2日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“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胞免受丁酸的損害。但是，當腸道遭受破壞時，丁酸能夠接觸到這些干細胞，并限制它們的增殖。
論文通信作者、華盛頓大學圣路易斯醫學院病理學與**學教授、發育生物學教授Thaddeus Stappenbeck博士說，“科學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為何存在。基于我們的發現，我們猜測這些隱窩進化出來保護腸道干細胞，這樣腸道就能夠持續地再生它的內壁。”
自從上個世紀九十年代以來，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。這項研究的發現解釋著其中的原因：作為一種強效的腸道干細胞增殖抑制劑，丁酸阻止腸道補充它的細胞。
Stappenbeck說，“當腸道內壁遭受損傷---不論是急性損傷還是**---時，腸道干細胞必需發生分裂來修復這種損傷。不幸的是，抑制干細胞增殖可能是丁酸**的一個副作用。”
生活在腸道中的**加工我們飲食中的營養物和合成維生素。作為執行這些任務的一部分，腸道**產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腸道干細胞，并且篩選小鼠腸道**產生的*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胞增殖。他們并沒有發現其中的任何一種代謝物能夠增加腸道干細胞增殖，相反，他們發現一種代謝物---丁酸---延緩腸道干細胞增殖。
不過，當研究人員給小鼠進一步注入丁酸時，不論它們接受多少數量丁酸，腸道干細胞增殖都沒有發生變化。
Ryu說，“在小鼠體內，腸道干細胞聚集在隱窩的*底部，然而在實驗中，腸道干細胞直接接觸丁酸。我們想要知道隱窩結構是否保護腸道干細胞免受丁酸損害。”
研究人員測量了腸道內表面上---產生丁酸的**所存在的地方---的丁酸水平，然后往下測量隱窩底部---腸道干細胞存在的地方---的丁酸水平，結果發現在隱窩中的丁酸水平非常低。再者，腸道表面上由腸道干細胞分化產生的成熟細胞不會遭受丁酸的損害，而且將丁酸作為食物進行消化，從而進一步阻止腸道干細胞遭遇到這種代謝物。
大多數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胞就像高等生物中的腸道干細胞那樣快速分裂，替換受損的腸道細胞。
不同于小鼠的是，當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胞增殖速率下降。研究人員推斷，這是因為斑馬魚沒有產生丁酸的腸道**，所以斑馬魚并不需要一種保護它的腸道干細胞免受這種代謝物損害的機制。
Stappenbeck說，“我們認為這些產丁酸**是腸道隱窩進化的驅動力之一，但是我們需要進行系統性調查來發現具有腸道隱窩的動物和攜帶產丁酸**的動物之間是否存在關聯。在我們能夠得出確定性的結論之前，還需開展更多的研究。”
