肠道干细胞与肠道损伤修复的研究进展
干细胞治疗溃疡性结肠炎的研究进展

干细胞治疗溃疡性结肠炎的研究进展王婧颖;唐彤宇【摘要】随着生活方式的西化和诊断技术的不断提升,溃疡性结肠炎的发病率也在不断增加,但传统的渐进式疗法在治疗效果上仍旧不尽如人意,许多患者未能达成临床缓解.而近年来干细胞的多分化潜能使其修复患者受损肠道黏膜,实行免疫调节与重建的功能成为可能,有许多基础以及临床研究都在推进干细胞疗法.本文将对干细胞治疗溃疡性结肠炎的机制以及临床进展作一综述.【期刊名称】《实用医学杂志》【年(卷),期】2018(034)020【总页数】4页(P3329-3332)【关键词】干细胞;溃疡性结肠炎【作者】王婧颖;唐彤宇【作者单位】吉林大学第一医院长春 130002;吉林大学第一医院长春 130002【正文语种】中文溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种发病机制未明的慢性非特异性炎症性疾病,主要累及结直肠。
由于生活方式的逐渐西化,UC在我国的发病率也逐渐增高。
临床上常用的为传统的渐进式疗法,即5-氨基水杨酸制剂——糖皮质激素——免疫抑制剂——生物制剂。
但传统疗法药效持续时间短,长期应用副作用大,生物制剂价格昂贵,并且有报道显示即使运用以上的结合疗法在16周内未达成临床缓解的UC患者仍高达60%,这成为临床上的一大难题。
干细胞是一种具有自我更新,高度增殖,多向分化潜能的细胞。
由于其较强的对肠道黏膜的增值修复能力,以及其对于UC患者混乱免疫系统的调节与重建能力,都是其它传统疗法所不可替代的,在未来将有良好的发展前景。
本文将对新兴干细胞对于UC的治疗作一综述。
1 肠道干细胞肠道干细胞是成体干细胞的一种,位于肠道黏膜隐窝基底部,通常情况下,其不断增值与分化,向隐窝顶部进行迁移,所以肠道黏膜每3~5天即更新一次。
肠道干细胞能够分裂为一个与原始细胞一样的子细胞和一个有分化能力的子细胞,后者分化为不同种类的肠道细胞:杯状细胞,潘氏细胞,内分泌细胞,M细胞和肠吸收细胞。
《Nature》文献—IL-22对小肠干细胞影响研究

Interleukin-22 Promotes Intestinal Stem Cell-Mediated Epithelial Regeneration
《Nature》. 2015 December 24; 528(7583): 560–564
背景介绍
➢ 肠干细胞(ISCs)在维持肠道完整性和肠道损伤后再生中具 有关键作用,因此,研究ISCs的调控也具有重要意义
靶细胞?——潘氏细胞还是ISCs?
四、找到IL-22作用的靶细胞,并证明
靶细胞?——潘氏细胞还是ISCs?
四、找到IL-22作用的靶细胞,并证明
靶细胞?——潘氏细胞还是ISCs?
四、找到IL-22作用的靶细胞,并证明
进一步升华研究意义:F-562对GVDH治疗作用
文章总体思路
1、证明IL-22能促进肠道干细胞的功能(类器官)
1、证明淋巴细胞作用 3、直接重组IL-22验证、实验
2、确定淋巴细胞亚型
2、找到IL-22促进肠道干细胞的功能的通路
1、对已知三种通路验证 3、进一步研究是否Stat1也有作用
2、对进一步确认Stat3通路作用 4、进一步探究对ISC的作用
3、体内证明IL-22促进肠道干细胞并且减轻肠道损伤
1、构建损伤模型GVHD
IL-22促进类器官面积、出芽,但不影响形成率
一、IL-22能促进肠道干细胞的功能
类器官形成评价: Fuller等在2012年提出利用肠道类器官球形结构形成率、肠道 类器官结构形成率、类器官演化率和每个类器官出芽个数来评 判类器官的生长情况。肠道类器官球形结构形成率和肠道类器 官结构形成率可代表类器官的存活情况,从肠道类器官球形结 构到肠道类器官结构的演化率可以明确ISCs的分化能力。
2024年生物高考真题分类汇编—专题07 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变

专题07 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变考点1 细胞的凋亡1.(2024.甘肃. 4)某研究团队发现,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解。
关于细胞自噬,下列叙述错误的是()A. 饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量B. 当细胞长时间处在饥饿状态时,过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡C. 溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程D. 细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应【答案】C【解析】【分析】细胞自噬是指在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。
处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量;在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
【详解】A、由题干信息可知,小鼠在禁食一定时间后,细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体,随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,最终脂质小滴在溶酶体内被降解,所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢,使细胞获得所需的物质和能量,来支持基本的生命活动,A正确;B、细胞长时间处在饥饿状态时,细胞可能无法获得足够的能量和营养素,细胞自噬会过度活跃,导致细胞功能紊乱,可能会引起细胞凋亡,B正确;C、溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,在溶酶体内发挥作用,参与了细胞自噬过程,C错误;D、细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为,来支持基本的生命活动,从而维持细胞内部环境的稳定,D正确。
故选C。
2.(2024.吉林. 2)手术切除大鼠部分肝脏后,残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖;肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞,使肝脏恢复到原来体积。
211246925_组织调节性T细胞的研究进展

组织调节性T细胞的研究进展①朱鑫钰辜慕阳陈琪②(华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管内科,生物靶向治疗研究湖北省重点实验室,心血管疾病免疫诊疗湖北省工程研究中心,武汉 430022)中图分类号R392 文献标志码 A 文章编号1000-484X(2023)05-1098-07[摘要]长期以来,调节性T细胞(Tregs)被认为发挥免疫抑制作用,进而维持免疫耐受。
最近的研究发现,位于组织的Tregs,即组织Tregs,具有与淋巴Tregs不同的组织特异性表型,行使调节代谢、促进组织修复、促进血管再生等非免疫功能。
随着针对Tregs的治疗靶点越来越多,了解组织Tregs的表型、功能及调控的分子机制是十分重要的。
本综述从组织Tregs的来源、组织特异性表型和功能、组织特异性表型的获得、调控组织Tregs的分子机制四个方面系统阐述组织Tregs研究的最新进展,为这类细胞对多种疾病的干预和治疗提供新思路。
[关键词]组织调节性T细胞;组织特异性表型;组织修复Research progress of tissue regulatory T cellsZHU Xinyu,GU Muyang,CHEN Qi. Department of Cardiology,Union Hospital,Tongji Medical College,Hua⁃zhong University of Science and Technology, Hubei Key Laboratory of Biological Targeted Therapy, Hubei Provin⁃cial Engineering Research Center of Immunological Diagnosis and Therapy for Cardiovascular Diseases,Wuhan 430022, China[Abstract]Regulatory T cells (Tregs) have long been thought to have a role in immunosuppression and immune tolerance. Re⁃cent studies found populations of Tregs residing within non⁃lymphoid tissues, collectively termed "tissue Tregs". Tissue Tregs are dif⁃ferent from their lymphoid organ counterparts in tissue-specific phenotypes and participate in an array of nonimmunologic functions,such as metabolic regulation and promotion of tissue repair and vessel growth. As Tregs receive increasing attention as therapeutic tar⁃gets, it is essential to understand the phenotype and function of tissue Tregs and molecular mechanisms. In this review, we have ex⁃plained the recent progress on tissue Tregs from the aspects of the source of tissue Tregs, tissue-specific phenotypes and function, the acquirement of tissue-specific phenotypes, molecular mechanisms regulating tissue Tregs, which will inform ongoing attempts to har⁃ness Tregs for precision immunotherapeutics.[Key words]Tissue regulatory T cells;Tissue-specific phenotypes;Tissue repair调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs)自发现以来,因独特的免疫抑制功能而备受关注。
肠道干细胞分化调控与黏膜损伤修复

可 进创伤修复的作用 。因此了解肠道干细 将影 响干细胞 固定 于原位置或其 于代细 期 表现 为促进作 用 . 能是抑 制 作用解 而 或 胞 如 何 增 殖 、 化 及 其 调 控 机 制 对 于 肠 胞 从 该 位 置 移 走 的 能 力 . 亲 和 力 的 改 除 后 细 胞 同 步 作 用 的 结 果 . 者 由 于 不 分
尤其大 肠土 皮) 增生 。在貂肺上皮细 其 连环蛋 白形成必 需的交叉反应 膜 ( 第 4层 细 胞 的 位 置 , 可 在 第 2层 至 第 ( 中 一 但 与 t 后 F一 抑制 c l 口能 yi E—ck n d2 7 之 间波 动 ;于 细 胞 具 有 3级 结 构 。 . 区域 ) Wn 途 径发 生关 系 , 者与 肿 胞发 现 TG 层 。 c 一4与调 节细胞增 殖 激 酶 活 性 , 细 胞 停 滞 在 G1中 后 期 使 每 一 级 干 细 胞 都 具 有 不 同 的 特 性 和 功 瘤恶性变 有关 .T f TG F一陡 主 要 作 用 干 细 胞 区 域 , 在 放 需 能 。 细胞周期较长. 干 一般 情 况 下 干细 胞 或 细 胞在 干 细 胞 壁 龛 内的 移行 有 关 .
层细胞的死亡脱落与干细胞 的分裂 之间 并 通 过 增 加 其 黏 附 性 米 阻 止 干 细 胞 向 上 正常 情 况 下和 放射 损 伤 后 小 鼠干 细 胞 的
叉维 持 一定 的平 衡 。 目前 剖 伤 造 成 的黏 移行 。上皮 F E M 包 括多种分子 . 的 C 如 分 裂 , 加 短 暂分 裂 细 胞 数 量 。T F一 : 增 N 膜 损 伤 尚 缺 乏 有 效 的 治 疗 手 段 , 肠 道 E一 附 分 子 、 维 粘 连 蛋 白 、 原 蛋 白 能 显 著 抑 制 陷 窝 下 部 12 za细 胞 增 在 黏 纤 胶 ,~ / 损 伤 后 干 细 咆 的 分 裂 开 始 加快 , 到 促 Ⅳ等。对这些分 f的亲和 力增 加或 减少 殖 , 延 长用 药 时 间则 效 果增 强 , 在 早 起 如 但
肠道L细胞的研究进展

(4)瘦素:研究显示,瘦素可显著刺激胎大鼠小 肠细胞、小鼠GLUTag及人NCI—H716细胞系分泌 GLP-1旧3|。啮齿类动物和人的肠道L细胞也表达瘦 素受体,注射瘦素(1 mg/kg)可显著刺激大鼠和ob/ ob小鼠分泌GLP-1旧3|。高脂喂养C57BL/6小鼠8 周,出现肥胖、糖耐量异常、高胰岛素血症和高瘦素 血症,GLP-1分泌的基础量和葡萄糖刺激后的分泌 量均明显减少,提示肥胖患者中瘦素抵抗可能是导
胰酶肽(CCK)及肠促胰液素等∽1。目前,STC一1细
亡。此外,GLP.1既可抑制胃泌素诱导的酸分泌又 可抑制食物诱导的胃排空和胰腺分泌。GLP一1还有 调节食欲和食物吸收的功能,以控制体重。 2.GLP.2、PYY、胃泌酸调节素:L细胞还可分泌
GLP-2、PYY、胃泌酸调节素等重要的肽类激素。
胞系已被用作研究这些激素分泌的模型。 (3)NCI—H716:是一种来源于人的GLP.1分泌 细胞系,来源于低分化的盲肠腺癌,具有内分泌特 性,包括嗜铬粒蛋白和胰高血糖素原的表达。它还 表达多种神经激素(包括胃泌素、5一羟色胺、生长抑 素)的受体。NCI.H716在脂肪酸、糖调节蛋白 (GRP)、胆碱能激动剂、PKA和PKC活化剂的刺激 下分泌GLP.1。但不同的是,在NCI—H716中,刺激 GLP—1分泌的活化剂不能调节胰高血糖素原基因的 表达。如PKA能上调动物模型中胰高血糖素原基 因的表达,却不能改变其在NCI.H716中的水平归J。 这种胰高血糖素原基因表达调控的异常使得NCI—
局部的L细胞分泌GLP.1u 5l。此外,回肠切除或直
肠与结肠切除术的患者GLP一1的早期分泌仍然保
留M J,提示局部肠腔内的营养物质感受通路仍是
离体灌注实验还显示,多种神经介质参与GLP一1分 泌调节,包括速激肽、促生长激素神经肽、VIP、降钙 素基因相关肽、神经肽NC等ⅢJ。
间充质干细胞治疗放射性肠损伤研究进展

间充质干细胞治疗放射性肠损伤研究进展放射性肠损伤属于急性放射病的一种,也是腹部肿瘤采用放射治疗后导致的严重并发症之一,当前临床上对于放射性肠损伤尚无有效措施进行治疗。
因此,研究出全新的防治策略,可使患者的预后得以有效改善,生活质量得以有效提高。
间充质干细胞属成体多能干细胞,试验药理学研究结果显示,间充质干细胞能够对放射性肠损伤进行有效治疗。
本文就对放射性肠损伤采用间充质干细胞进行治疗的效果及间充质干细胞发挥疗效的机制的研究进展进行综述。
标签:间充质干细胞;放射性肠损伤;生物疗法随着科技水平的不断提高,当前核能技术不只应用于军事上,在其他很多生活领域,比如科研、医疗、工农业生产等都得到了有效应用[1]。
当人体受到核辐射时,会导致机体出现放射性损伤。
尤其是恶性肿瘤患者,进行放射治疗,效果较好且花费较低,临床应用率高。
有关研究表明,患有癌症的患者在其疾病治疗过程中,需要采取放射治疗的患者比例超过70%[2]。
在采用放射治疗的过程中,由于受到射线的照射,机体必定会受到损害,形成放射性损伤[3]。
由放射性损伤导致的并发症中,放射性胃肠病十分常见,占所有并发症发生数量的80%左右[4]。
由于人体肠黏膜上皮生长代谢十分活跃,因此对于受到的电离辐射,所表现出的敏感性也最高,这也导致放射性损伤中最为主要的受损部位就是肠道。
1 间充质干细胞的特点间充质干细胞属于成体多能干细胞,其来源十分广泛,同时很容易在体外对其进行分离、培养、扩增,增殖潜能十分巨大,间充质干细胞能够分化为多种类型的细胞;能够对多种细胞因子进行分泌,从而对多种免疫细胞进行调节;并且间充质干细胞还能向损伤组织迁移归巢[5]。
国际细胞移植学会对间充质干细胞的定义为:可黏附于塑料培养皿上贴壁生长,具备分化为软骨细胞、成骨细胞,以及脂肪细胞的能力,细胞表面抗原表型CD14或CD11b,CD19或CD79α、CD34、CD45和HLA-DR为阴性,CD73、CD90和CD105为阳性[6]。
肠息肉的治疗进展干细胞疗法的前景与挑战

肠息肉的治疗进展干细胞疗法的前景与挑战肠息肉的治疗进展:干细胞疗法的前景与挑战肠息肉是一种常见的胃肠道疾病,通常表现为结肠内突出的肿块。
近年来,随着生物医学领域的不断发展,干细胞疗法作为一种新兴的治疗手段,受到了广泛的关注。
本文将重点探讨肠息肉的治疗进展以及干细胞疗法在其中所扮演的角色,同时也会提出干细胞疗法面临的挑战。
肠息肉治疗进展肠息肉的治疗方法通常包括手术切除、内镜下切除以及药物治疗等。
然而,传统的治疗手段存在一定的局限性,例如手术切除可能会导致并发症,并且肿瘤往往会复发。
因此,科学家们开始探索新的治疗策略,其中包括干细胞疗法。
干细胞疗法的前景干细胞是一种具有自我更新和分化能力的细胞。
在肠息肉治疗中,干细胞可以通过不同的机制发挥作用。
首先,干细胞可以分化为肠道上皮细胞,促进损伤的修复和组织再生。
其次,干细胞可以释放出多种生物因子,如细胞因子和生长因子,来调节肠道微环境,促进肿瘤的消退。
此外,干细胞还可以抑制炎症反应,减少肠道组织的病理损害。
近年来的研究表明,干细胞疗法在肠息肉治疗中取得了一定的进展。
一项研究发现,通过干细胞移植,可以有效降低患者的肠息肉发生率,并且减轻疾病的严重程度。
另外,一些动物实验结果显示,干细胞可以显著减少肿瘤的体积和数量,从而延长生存期。
干细胞疗法面临的挑战尽管干细胞疗法在肠息肉治疗中显示出一定的潜力,但仍然面临着一些挑战。
首先,干细胞的获取和培养过程相对复杂,需要耗费大量的时间和资源。
其次,干细胞移植可能存在一定的安全风险,如异种干细胞移植可能引发免疫排斥反应。
此外,干细胞的治疗效果可能因个体差异而有所不同,因此需要进一步的个体化治疗策略。
为了克服这些挑战,科学家们正在努力寻找更好的解决方案。
例如,他们尝试使用诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)来替代干细胞。
iPSCs可以从患者的体细胞中获得,并通过基因和化学物质的干预,使其具有干细胞的特性。
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肠道干细胞与肠道损伤修复的研究进展耿艳霞【摘要】The intestinal mucosa epithelial cells are constantly self-renewing for a life time, this is realized by the stem cells through their continuous proliferation, differentiation and ultimate replacement of the lost epithelial cells. This dynamic balance plays an important role in normal intestine integrity maintenance, as well as intestinal restoration after injury. Right now, there is a lack of effective treatment after mucosal damage. In the natural wound repair process, intestinal stem cells (ISC) divide faster, and promote the restoration procedure. Understanding the biological characteristics of ISC such as its location, molecular marker, and mechanism of proliferation and differentiation, is meaningful in promoting the intestine structure and function regaining after injury.%肠黏膜上皮细胞终身不断自我更新,这一过程须凭借肠道隐窝干细胞(intestinal stem cell,ISC)持续增殖、分化,取代终末分化细胞来完成.这种动态平衡在正常肠道结构和功能的维持以及肠道损伤后的修复过程中起着重要作用.目前肠道黏膜损伤尚缺乏有效的治疗手段,ISC在肠道损伤后分裂加快,促进了损伤修复.了解ISC的相关生物学特性,例如定位、标记、分裂分化机制等对于促进肠道损伤后结构与功能的完全修复有着重大意义.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】5页(P181-185)【关键词】肠道干细胞;定位;分裂;分化;损伤修复;信号通路【作者】耿艳霞【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)解放军普通外科研究所【正文语种】中文【中图分类】R730.530 引言肠道上皮是成年哺乳动物机体代谢最活跃的场所,也是自我更新最快的组织之一。
肠道干细胞是位于肠道隐窝的一类成体干细胞,具有干细胞活性,能够分化为吸收细胞,杯状细胞,内分泌细胞和潘氏细胞,不仅维持正常的生理功能,亦能修复损伤的肠道上皮,并与肠道肿瘤的发生发展密切相关。
在肠道干细胞的体内外生物学研究中,其具体定位及特异性标记物的选择是制约其研究进展的障碍之一。
1 ISC的特性干细胞必须至少具备2条基本性质:①长期的自身维持能力,即能够在长时间内(通常指有机体整个生存期)保持自身数量的稳定;②多潜能性,即能够多次分裂并产生相应组织不同种类的分化细胞。
大多数成体干细胞都能产生多种细胞,但也有组织只产生一种子代细胞。
干细胞的第1条性质最先得到了广泛应用,Shackleton等[1]发现,单个乳腺干细胞可以生长成为整个乳腺,单个毛囊干细胞起源的细胞也可产生真皮、皮脂腺和毛囊[2-3]。
为证明第2条性质,通常会对候选的干细胞群进行遗传学的原位标记(如转基因的角蛋白-15启动子),以便对已修饰的干细胞及其子代进行观察,还可同时证明干细胞的自身维持能力及多潜能性[4]。
在许多组织中,是无法用上述技术来分离或标记成体干细胞的,于是,另一种替代标记物——标记保留细胞(label-retaining cell,LRC)应运而生。
这一标记的理论基础如下:干细胞是倾向于静止的;当发生严重的组织损伤时,有丝分裂激活,干细胞的直系子代细胞(TA细胞)快速增殖,很快将渗入的标记DNA稀释,而倾向于静止的干细胞相对来说便保留了 DNA标记,称为标记保留细胞。
Cairns[5]在1975年提出了“不死链”假说,他推测,干细胞的分裂是不频繁的。
当发生分裂时,干细胞产生一个进入快速循环周期的子代TA细胞,TA细胞经过数次分裂最终分化为各种组织细胞,而另一个子代细胞代替原来的干细胞,这种分裂方式称为“不对称分裂”。
干细胞倾向于保留旧的DNA链,而把新合成的链贡献给快速增殖的子代TA细胞。
这一假说一直是学术争论的焦点,其分子机制至今也无法确认[6-7]。
然而,研究者们也提出了一些反证,比如,果蝇的干细胞就有着活跃的循环周期[8];造血干细胞并非是非对称分裂[9];有些终末分化细胞(如巨噬细胞)根本不分化,却可以比干细胞更好地保留DNA标识;胚胎干细胞是快速循环的细胞,但在适当的培养条件下并不能发生非对称分裂。
所以,DNA的标记保留并不是很好的替代标记。
2 肠道上皮的自我更新在肠道表面,排列着许多由单层柱状上皮细胞折叠而成的隐窝。
每个绒毛周围大约有6个隐窝,每个隐窝大约包含250个细胞。
除了潘氏细胞,所有隐窝细胞都在成熟过程中向肠腔方向不断移行,各细胞的位置即大致对应于其在成熟中的时期,终末分化而有功能的细胞大多分布在小肠绒毛周围或结肠隐窝顶端。
成熟的上皮细胞逐渐衰老而脱落入肠腔,同时,隐窝中低段细胞持续补充并替代这些脱落的细胞,维持着动态平衡。
在小鼠,肠道上皮每5天更新1次,每个隐窝每天产生约300个细胞[10]。
快速增殖的祖细胞每12~16小时分裂1次,于隐窝内停留48~72 h后,在向肠腔方向移行过程中约分裂6次,到达隐窝-绒毛交界处时开始快速且不可逆地向某一谱系分化,这一过程与绒毛顶端的细胞凋亡和脱落相平衡。
3 关于ISC定位的2个学说ISC的存在已成为共识。
研究认为,小肠隐窝中存在有功能的干细胞,且每个隐窝中约有4~6个干细胞,但关于其具体位置,目前有2种学说。
第1种学说可以追溯到上世纪50年代,人们认为潘氏细胞占据隐窝0~+3位置,而干细胞位于+4,与其下方的潘氏细胞划而为界。
Potten等[11]通过实验证实,LRC细胞即位于+4位置,且对辐射特别敏感,减少了突变的危险。
在Potten提出的模型中,已突变的干细胞将被前2~3代的TA细胞替代,TA细胞对辐射敏感度较小,有更强的修复能力,当其替补到+4位置时便拥有了干细胞的特性,开始行使干细胞潜能。
这一假说并没有直接证明+4细胞与其子代之间的关系,这些+4 LRC细胞也只是“可能的ISC”。
第2种学说是30余年前提出的,人们认为小肠干细胞是处于隐窝基底部潘氏细胞之间的柱状细胞,称为隐窝柱状细胞(crypt base columnar cell,CBC)细胞。
这一学说起初基于形态学,后来通过Dlb-1克隆标记技术证实。
Cheng和 Bjerknes等[11-12]认为,隐窝柱状 CBC 细胞可以代表真正的干细胞。
在他们提出的模型中,Mix多能祖细胞位于潘氏细胞之上,是CBC细胞的直接子代,而且是各种分化细胞的共同起源。
如上所述,关于干细胞的定位目前还没有共识,这2种学说的共同缺点在于,都没有直接而确凿的证据证明干细胞的第2条性质。
4 Wnt目标基因是候选干细胞标志物以上研究虽然体现了肠道上皮自我更新的特性,但是由于缺乏独特的分子标记,在一定程度上妨碍了对干细胞的定义,有学者建议用Musashi-1[13]和β1-integrin[14]对干细胞进行标记,这些基因约在隐窝下1/3处表达,表达范围较广;也有一些标记物主要在 +4细胞表达,如 Hoechst侧群细胞SP[15-16],p-PTEN 和 p-AKT [17],sFRP5[18],Sox4[19],Dcamkl1 [20],552 位点的丝氨酸磷酸化的β-catenin[21],端粒酶[22]等。
ISC的定位很重要,其调节更新的生物过程更是复杂。
以上提到的一些推测的ISC 标志物便反映了可能在ISC调节和增殖分化中起重要作用的基本信号通路,这些通路包括 Wnt、BMP、PI3K和 Notch通路等。
在ISC的自我更新和谱系分化过程中,这4条通路之间存在着复杂的相互作用,并相互协调。
其中,Wnt信号系统在肠道生理和病理过程中发挥着至关重要的作用,是隐窝增殖的支配力量[23-24]。
体内研究表明,隐窝处TA细胞的增殖依赖于Wnt信号的持续刺激,而Wnt通路的突变也是结肠肿瘤发生的重要原因[25]。
除了促有丝分裂作用,Wnt信号梯度还与潘氏细胞的分化有关,决定了潘氏细胞向隐窝底部而不是肠腔方向移行[26]。
有理由认为,这些基因中有一部分只在ISC表达。
为定义这些标志物,Barker等[27]研究了80个Wnt目标基因的组织学表达。
其中,Lgr5/Gpr49基因的表达具有唯一性,它编码一个G蛋白偶联受体,其结构组成包括一个与配体结合的富含亮氨酸的胞外区域、一个7次跨膜区和一个负责信号转导的C末端。
与Morris的方法相似[4],Barker证实了小肠和结肠的Lgr5阳性细胞能同时满足干细胞的2条性质,即长期维持自身稳定(≥60 d)的同时,也能产生比例正常的4种成熟上皮细胞。
此外,van der Flier等[28]还发现,在 Lgr5阳性细胞,选择性表达的转录因子Ascl-2是维持这些干细胞所必须的。
相似的,Sangiorgio和Capecchi运用谱系追踪技术,也得到了相似的结果,提出Bmi-l也是干细胞标志物的候选者[29]。
然而,Ascl-2和Bmi-1只是细胞内蛋白;作为表面蛋白,Lgr5无疑是分离活细胞最好的候选分子之一。
Barker等[30]发现在成年小鼠的小肠,每个隐窝大约包含6个Lgr5阳性细胞。
Lgr5只在CBC细胞表达,这些CBC细胞形态纤长,底部较宽,细胞核扁平呈楔形,细胞质和细胞器都较少;在结肠,Lgr5阳性细胞位于隐窝底部,其数目和形状都和小肠相似。
这些CBC细胞同时也表达细胞周期标志物Ki67,且其平均细胞周期仅为1 d,这比既往认为的倾向于静止的LRC的细胞周期短得多。
5 关于ISC定位2种学说的调解长期以来,关于ISC定位的2种学说争论不休。
CBC细胞已经被证实为至少是ISC的一种,至于+4 LRC细胞是否为ISC,我们可以从文献中寻找证据。