【科学普及】肠道的守护神——肠道干细胞(2)

一、肠道干细胞
干细胞促进组织的发育、更新和再生，它们犹如细胞的制造工厂，是生物体内细胞自我更新、补充新生细胞以及应对应激损伤修复的主要来源。我们的肠上皮有着快速的细胞更新能力，大约每3~5天更新一次，而新细胞的产生是由肠道干细胞不断增殖分化实现的。肠道干细胞是各类型肠道细胞的库来源，提供新生力量使肠道始终保持着新鲜的活力。在肠道中，突起的肠绒毛之间存在一些内陷，称为隐窝。肠道干细胞则位于隐窝基底位置，与潘氏细胞相间排列。Barker等人在2007年发现一类肠道干细胞特异性标志物Lgr5，自此为肠道干细胞的相关研究提供了干细胞体内追踪的研究策略，即谱系追踪策略。这是一种通过对一类细胞的特异性标志基因进行标记从而揭示其后代细胞命运的技术，极大地促进了我们对肠道干细胞的理解。如图1所示，经过标记物谱系追踪研究，研究者发现肠道干细胞产生的过渡增殖细胞（Transit amplifying cell，TA细胞）是从隐窝底部逐渐向隐窝顶部上移，并进一步分化成多种肠道类型细胞。
过渡增殖细胞首先产生分泌祖细胞和吸收祖细胞，随后分泌祖细胞分化为成熟的杯状细胞、肠内分泌细胞、潘氏细胞；吸收祖细胞则分化成肠吸收细胞。分化的成熟细胞最终会迁移到绒毛的顶端逐渐凋亡，而后它们被下方新迁移上来的细胞所更替。

图1. 稳态下肠道隐窝模型及肠道干细胞分化命运：处于稳态时，肠道干细胞位于隐窝基底处并逐渐向上迁移分化为成熟细胞(de Sousa E et al. Cell Stem Cell. 2019)