Nat Commun：科学家发现干细胞保护机体胃黏膜背后的分子机制

来源：100医药网原创 2023-07-03 14:14

来自日本奈良科学技术研究所等机构的科学家们通过研究发现了两种特殊的信号通路或许在干细胞分化的调节过程中扮演着关键角色。

胃主体是脾胃的主要组成部分，由壁细胞、主细胞、隐窝细胞和颈细胞组成，这些特化的上皮细胞中的每一个在机体过程中都扮演着重要角色，且能通过的分化所形成的新细胞来不断对其进行补充。这一过程的缺陷常常会导致诸如肠上皮化生（intestinal metaplasia）和等胃部疾病的发生，然而，负责干细胞更新和分化背后的分子机制，以及胃部稳态维持背后的分子机制，目前研究人员并不清楚。

为了弥补这一差距，近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为 Single-cell transcriptomics uncovers EGFR signaling-mediated gastric progenitor cell differentiation in stomach homeostasis 的研究报告中，来自日本奈良科学技术研究所等机构的科学家们通过研究发现了两种特殊的信号通路或许在干细胞分化的调节过程中扮演着关键角色。

研究者Takada说道，能诱导干细胞分化为特定的胃部细胞类型的信号通路尚未得到证实，为了解决这一问题，我们利用了由日本理化研究所所开发的名为Quartz-Seq2的最精确的单细胞RNA测序技术进行研究，以及对来自胃腺分离的细胞进行体外胃部检测，同时利用小鼠模型进行体内试验，这种组合性的方法就能促使研究人员描绘出干细胞分化为隐窝细胞、颈细胞和壁细胞谱系的基因表达动态学变化，并能确定调节窝细胞分化的特殊信号通路。

科学家发现干细胞保护机体胃黏膜背后的分子机制。

图片来源：Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39113-0

利用伪时间依赖性的基因分析（其能提供细胞在分化过程中的不同阶段的基因表达相关信息）以及体内和体外实验，研究人员就识别出了转化生长因子 -表皮生长因子受体-细胞外信号调节激酶（TGFɑ-EGFR-ERK）信号通路或许主要负责干细胞分化为分泌粘液的隐窝细胞。研究人员还注意到，当EGFR被药理学地抑制时，所产生的隐窝细胞就会较少，这就表明，在小鼠机体中，这种通路或许是胃部干细胞分化为隐窝细胞所必需的；此外，研究人员还识别出了肿瘤坏死因子配体超家族成员：活化的白细胞的12核因子kappa轻链增强子（TNFSF12-NF- B）信号通路，并注意到其或能帮助维持胃上皮细胞处于其未分化的状态。

研究者知道，EGFR信号往往与胃癌的发生有着复杂的关联，而多种EGF受体往往会在多种癌症中过度表达，然而，令研究人员惊讶的是，通过进行单细胞分析后他们发现，EGFR信号在健康的胃部稳态中具有促进分化的作用，而并不是有丝分裂的作用。本文研究是科学家们理解健康胃部中维持细胞稳态背后机制研究的第一步。相关研究让研究人员非常鼓舞，目前他们已经证明了TGF -EGFR-ERK和NFSF12-NF- B能形成健康胃部上皮稳态的微调节框架，这或许就为研究人类其它胃部疾病发生的分子机制奠定了一定的基础。

综上，尽管胃部祖细胞中的EGFR信号的激活被认为能作为胃癌发生的一种主要诱导子，但EGFR信号或许也能在正常的胃部稳态中发挥促分化的功能，而并不是有丝分裂的功能。（100yiyao.com）

原始出处：

Takada, H., Sasagawa, Y., Yoshimura, M.et al..Nat Commun14, 3750 (2023). doi：10.1038/s41467-023-39113-0

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