科学家解决了长期争论的肠道如何自我修复的难题

人体小肠内壁的深处蕴藏着器官自我更新和从损伤中恢复能力的来源:肠道干细胞(ISCs)，驻留在被称为隐窝的组织口袋中，产生不断重新填充小肠内壁的细胞。甚至干细胞本身也有一个安全网:当它们受损时，健康的替代细胞会在不到一周的时间内出现。

多年来，科学家们一直在争论ISCs是如何重新出现的。有些人认为，肠道保留了一池ISCs作为储备——一种后备供应——以补充前线丢失的ISCs。其他人坚持认为更复杂的东西是工作:ISCs，就像蜂王，产生更专门化，或“分化”的后代——在这种情况下，子细胞形成了肠的内层。这一学派认为，当ISCs受损时，子细胞就会逆转并“去分化”——回到它们产生的ISCs中。

Dana-Farber癌症研究所的科学家们的一项新研究坚定地支持后一种选择。今天由杂志在线发布细胞干细胞，研究人员发现，ISCs和它们的子细胞有着惊人的相互关系:在正常条件下，ISCs分化为子细胞，如果ISCs丢失，子细胞就会逆转过程成为ISCs。

“我们的发现表明，修复肠道干细胞该研究的高级作者，布里格姆和妇女医院(BWH)的Dana-Farber医学博士和哈佛干细胞研究所的Ramesh Shivdasani说。“我们证明了没有必要保留一套ISCs。”

为了支持他们的发现，研究人员还能够实时捕捉去分化过程。希夫达萨尼解释说，当细胞开始去分化时，它们会启动一种基因，使它们能够被分离并通过实验室技术收集。通过这个过程，研究人员能够沿着去分化的连续体捕获细胞。希夫达萨尼将其比作一场棒球比赛，一名跑垒员在一垒和二垒之间被淘汰出局。

沉重的营业额

与皮肤和血液一样，肠道是人体内仅有的三种组织之一。在这三种组织中，细胞不断地转动、死亡，并被新生成的细胞所取代。它们具有这种特性，因为它们是与环境中物质接触最密切的组织，因此也与潜在的有害物质接触最密切。人们认为，不断的新陈代谢是防止有毒物质对细胞及其后代产生持久影响的一种方式。

从某种意义上说，存放ISCs的地窖是命名错误的。它们远不是死亡细胞被埋葬的地方，而是ISCs每天产生数十亿子细胞的地方，这些子细胞取代了死亡的肠细胞。

ISCs的主要特点之一是它们对辐射极其敏感，或对辐射非常脆弱。例如，暴露在高水平放射性物质(以核沉降物的形式)下的人可能会遭受严重的肠道损伤，因为ISCs的丢失会阻碍细胞的生成，从而导致受损组织的再生。但如果ISCs很容易受到辐射，它们也会迅速返回。放射性肠损伤患者如果能存活一周，通常会随着ISC水平的回升而恢复。

为了确定这种反弹是由于ISCs的储备还是子细胞的去分化，Shivdasani和他的合作者进行了一种延时实验。他们用他莫西芬药物处理一组ISC细胞，使这些细胞及其后代产生荧光。他们等了48小时，直到标签起作用，然后杀死ISC细胞。如果子细胞确实去分化，那么在此之后产生的ISC细胞就会发出荧光。这正是研究人员的发现。

而科学家们已经能够将多种分化细胞转化为干细胞利用实验室技术，Shivdasani和他的同事们的发现证明去分化不仅仅是一种奇怪的自然行为;是修复肠内受损干细胞的主要手段。目前尚不清楚其他器官和组织的细胞是否有这种能力，但这仍是一个开放的研究方向。

希夫达萨尼说:“同样不清楚的是，隐窝是如何知道干细胞已经死亡，需要替换的，或者女儿是如何知道的。细胞接收信号去分化。这是我们目前正在探索的课题。”

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