《Cell | 肠-肝轴调控肠道干细胞稳态》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-01-27
  • 2024年1月26日, 美国国立卫生研究院,国家癌症研究院吴船实验室在Cell在线发表题为 Gut-liver axis calibrates intestinal stem cell fitness的研究论文。

    胃肠道通过与全身不同内脏器官的沟通协调,对维持全身正常生理机能方面发挥着关键作用。肠-肝轴被普遍认为有着重要的生理病理以及临床意义。通过胆道、门静脉和体循环相互调节,肠-肝轴为肠道和肝脏疾病的治疗提供了许多新的药物靶点。以往的研究表明,在感染或炎症期间,由于肠道屏障受损,肝脏通过感知微生物的表面抗原,代谢产物等来产生抗炎反应。然而,目前尚不清楚肠道和肝脏相互沟通的细胞和分子机制,以及继而如何控制健康和疾病期间的肠道稳态和组织修复。

    该研究通过肝切除术和蛋白质组学分析,揭示肝源性可溶性因子色素上皮衍生因子 (PEDF) 作为 Wnt 信号通路的抑制剂,限制肠道干细胞 (ISC) 的扩增。同时,PEDF 在肝脏中的丢失或抑制也会导致 ISC 扩增。研究人员发现 PEDF 通过竞争 Wnt 配体和抑制 Wnt/β-catenin信号通路来限制 ISC 增殖。此外,即使处于正常生理静息状态,PEDF 在血液循环中也持续存在,表明了ISC 在组织稳态下对PEDF 的生理需求,从而消除潜在的ISC过度增殖而导致的肠道肿瘤的风险。这些结果都证明了肠-肝轴在维持肠道正常生理中起到的关键作用。

  • 原文来源:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867424000035
相关报告
  • 《Nature | 单细胞整合揭示炎症性肠道疾病中的化生》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:朱晓琳
    • 发布时间:2024-12-02
    •   人类细胞图谱(HCA)旨在绘制人体细胞(生命基本单元)的全面参考图谱——作为理解人体健康和诊断、监测、治疗疾病的基础。近日,HCA联盟在自然系列(Nature Portfolio)和Genome Biology发表了一系列论文,展示了多个图谱的早期草图以及分析工具。(见参考链接)   在《Nature》2024年11月20日发布的论文《Single-cell integration reveals metaplasia in inflammatory gut diseases》中,Amanda Oliver和同事绘制的胃肠道图谱揭示了克罗恩病和溃疡性结肠炎等疾病的相关细胞改变。   胃肠道是一个多器官系统,对于有效吸收营养和屏障免疫至关重要。基因组学的进步和胃肠道疾病的激增,推动了对构成健康和疾病中胃肠道组织的细胞进行分类的努力。作者系统整合了 25 个单细胞 RNA 测序数据集,涵盖发育中和成年期的整个健康胃肠道。文章使用新开发的自动化质量控制方法 (scAutoQC) 统一处理了来自 189 个健康对照的 385 个样品,从而产生了具有大约 110 万个细胞和 136 个细粒细胞状态的健康参考图谱。文章将涵盖胃肠道癌症、乳糜泻、溃疡性结肠炎和克罗恩病的 12 个胃肠道疾病数据集锚定在此参考中。利用这 160 万个细胞资源 (gutcellatlas.org),本文发现了肠道炎症性疾病中起源于干细胞的上皮细胞化生,与幽门和 Brunner 腺中的细胞具有转录相似性。虽然以前与黏膜愈合有关,现在通过募集包括 T 细胞和中性粒细胞在内的免疫细胞,将幽门腺化生细胞与炎症联系起来。总体而言,本文描述了炎症诱导的干细胞变化,这些变化会改变粘膜组织结构并促进进一步的炎症,这一概念适用于其他组织和疾病。 图|a,图谱的示意图概述,表示健康参考作为核心,并通过迁移学习映射其他疾病数据集。GI,胃肠道;QC,质量控制。面板 a 中的示意图是使用 BioRender(https://biorender.com) 创建的。b,scAutoQC 概述,一种用于去除低质量细胞的自动化、无监督质量控制方法。UMAP,均匀流形近似和投影。c,每项研究的细胞和供体数量概述,按年龄和胃肠道区域(y 轴)细分。圆点大小表示供体的数量,颜色表示细胞的数量。y 轴的颜色表示宽层器官(口腔粘膜、唾液腺、食道、胃、小肠、大肠和肠系膜淋巴结 (MLN))。
  • 《Nature:重磅!鉴定出一种独特的肠道干细胞可再生受损肠道》

    • 来源专题:广东省干细胞与组织工程技术路线图信息服务平台
    • 编译者:wuyw
    • 发布时间:2019-05-20
    • 2019年5月10日讯,肠上皮的更替由位于隐窝区底部的多能性LGR5+隐窝基底柱状细胞(crypt-base columnar cell, CBC)驱动。然而,CBC在因辐射等导致的损伤后会丢失,但是肠上皮仍然能够恢复。因此,第二组静止的"+4"细胞,即储备干细胞(reserve stem cell, RSC),已被提出再生受损的肠道。 尽管CBC和RSC被认为是相互排斥的,但是随后的研究已发现LGR5+ CBC表达RSC标志物,而且RSC是可有可无的,然而LGR5+细胞对于修复受损的肠道是必需的。 此外,人们已发现吸收性肠上皮细胞、分泌细胞和慢循环LGR5+细胞的祖细胞有助于促进再生,相比之下,在肠道再生中起着重要作用的转录调节因子YAP1已被提出诱导LGR5+细胞产生促存活表型。因此,细胞可塑性或不同的细胞群体是否对肠道再生至关重要仍然未知。 图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1154-y。 在一项新的研究中,来自加拿大西奈山医院、多伦多大学和麦吉尔大学健康中心研究所的研究人员利用单细胞RNA测序分析了再生的小鼠肠道,并鉴定出一种独特的可被损伤激活的静止细胞类型,他们称之为复活干细胞(revival stem cell, revSC)。相关研究结果发表在2019年5月2日的Nature期刊上,论文标题为“Single-cell transcriptomes of the regenerating intestine reveal a revival stem cell”。 revSC以凝聚素(clusterin)高表达为特征,在稳态条件下是非常少见的,但可按照时间层次产生所有主要的肠道细胞类型,包括LGR5+ CBC。 在通过辐射、靶向剔除LGR5+ CBC或右旋糖酐硫酸酯钠处理导致肠道受损后,revSC经历一种YAP1依赖性的短暂增殖,重建LGR5+ CBC区室并且是再生功能性肠道所必需的。 综上所述,这些研究结果确定了一类独特的干细胞,它们可因肠道损伤而被调动,从而恢复静态的干细胞区室,并且再生肠上皮。 参考资料: Arshad Ayyaz et al. Single-cell transcriptomes of the regenerating intestine reveal a revival stem cell. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1154-y.