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【bio-news】我科学家发现果蝇肠上皮干细胞可自我
围绕肠壁的环形肌一个众所周知的功能就是产生肠蠕动，促进食物的推进。而在果蝇体内，它还有一个极为重要的功能，那就是维持肠上皮干细胞的自我更新。这项干细胞研究的最新发现由北京生命科学研究所袭荣文博士带领的课题组完成，并在线刊登在9月21日的《自然》杂志上。
袭荣文利用果蝇作为实验模型，在分子和细胞水平上证明了干细胞的微环境对干细胞的调控作用。“环形肌构成了肠上皮干细胞的微环境。”他发现，环形肌分泌的信号因子维持着肠上皮干细胞的存在并控制着它的活性。
他说，这种控制着果蝇肠上皮干细胞自我更新的叫做Wnt信号因子，能够穿越一薄层由细胞外基质组成的基底膜，然后到达干细胞的表面，结合并激活干细胞膜上的受体，随之激活一系列下游成员和转录因子，从而在转录水平上调控基因的表达和干细胞的自我更新。抑制Wnt信号通路上任何一个环节都会导致干细胞的分化和丢失。相反，Wnt信号通路的过量激活可以直接导致干细胞的积聚和肿瘤的发生。Wnt信号通路在哺乳动物和人身上也被认为是控制肠上皮干细胞自我更新的一个主要机制。
此项发现证明了以果蝇作为一个模式来解析肠道干细胞调控机制的可行性。果蝇在遗传学上的优势将有助于进一步解析肠道干细胞的调节机制及肠道肿瘤等疾病的发生机制。另外，该研究也揭示了一个崭新的干细胞微环境结构。环形肌作为微环境细胞并不与肠上皮干细胞直接接触，而是被一层基底膜隔开。干细胞散布在基底膜上，并没有局部区域的聚集。研究干细胞的调控机制，对理解肿瘤等疾病的发生进而有针对性地制定干预措施，以期达到治愈目的具有重要意义。
2008年9月21日，我所袭荣文实验室在《Nature》杂志上在线发表题为 “Paracrine Wingless signaling controls self- renewal of Drosophila intestinal stem cells”的文章。该文章报道了果蝇肠上皮干细胞微环境的结构和控制干细胞自我更新的机制。
成体干细胞的作用是很多组织再生和修复能力的关键。干细胞功能的紊乱也可能导致肿瘤等疾病的发生。因此研究干细胞的调控机制对理解疾病的发生具有重要的意义。果蝇作为一个遗传学模式生物，在干细胞研究方面发挥着特定的优势。近来的研究表明，在果蝇的肠道中存在多功能肠上皮干细胞。但它的调控机制尚不清楚。另外，肠上皮干细胞呈散在分布状，干细胞的存在处并没有明显的微环境结构，因此推测它可能是受另类未知机制的调控。
该项研究工作就是基于以上疑问开展的。林国南等发现，一个传统的Wnt 信号传导通路控制着果蝇中肠上皮干细胞的自我更新。果蝇的一个Wnt信号因子特异的在一层围绕肠上皮的环形肌中表达和分泌，并能够穿越一薄层由细胞外基质组成的基底膜，然后到达干细胞的表面，结合并激活干细胞膜上的受体，随之激活一系列下游成员和转录因子，从而在转录水平上调控基因的表达和干细胞的自我更新。抑制Wnt 信号通路上任何一个环节都会导致干细胞的分化和丢失。相反，Wnt 信号通路的过量激活可以直接导致干细胞的积聚和肿瘤的发生。所以，环形肌分泌的Wnt信号因子以旁分泌形式直接作用于肠上皮干细胞以维持它们的存在并调节它们的活性。因此，除了产生肠蠕动以促进食物的推进外，环形肌也起调节和维持果蝇肠上皮干细胞的重要作用。“环形肌扮演了干细胞微环境的重要角色。” 袭荣文博士说。
Wnt 信号通路在哺乳动物和人也被认为是控制肠上皮干细胞自我更新的一个主要机制。也就是说从果蝇到人，肠上皮干细胞的这一调控机制是高度保守的。因此，该研究证明了以果蝇作为一个模式来解析肠道干细胞调控机制的可行性。果蝇在遗传学上的优势将有助于进一步解析肠道干细胞的调节机制及肠道肿瘤等疾病的发生机制。另外，这项研究也揭示了一个全新的干细胞微环境结构。这对进一步理解干细胞微环境的结构和功能有重要的指导意义。
论文的第一作者林国南为我所与北京协和医学院联合招生的博士生。其他作者还有徐娜（博士生）。袭荣文博士为本文通讯作者。此项研究为科技部863和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。 看了你的文章使我打开眼界。 [标签:content1][标签:content2]
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作者:admin@医学,生命科学 2011-03-15 17:11
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