【科学普及】肠道的守护神——肠道干细胞(4)

三、肠道干细胞与其微环境（图3）
肠道细胞的命运不仅仅由胞内的基因控制，还受到周围微环境信号的影响。每个细胞好比是一个独立的人，微环境就如同我们的友谊、亲情、社会关系等。人与人之间的联系与关系影响着我们的行动，而细胞之间的信号也同样在影响着它们的命运。干细胞微环境是维持干细胞自我更新和增殖所必需的信号来源。肠道干细胞的微环境包括肠上皮侧（肠腔）微环境和基底侧微环境。
如前所述，肠道干细胞位于隐窝的底部，在小肠中与潘氏细胞相邻。在那里，肠道干细胞被含有各类信号因子的环境所包围，同时与肠上皮顶端接触到的菌群代谢物和食物营养素组成的外环境，共同塑造了肠干细胞的上皮侧微环境。与此同时，在肠上皮下层存在的众多微环境细胞（包括基质细胞及免疫细胞等）共同构筑了基底侧微环境。该微环境的细胞群产生信号通路相关配体和可溶性细胞因子、趋化因子和生长因子，调节干细胞的行为。一些关键信号通路如Wnt和R-spondin信号对肠道干细胞的自我更新和增殖至关重要，而BMP信号平衡着干细胞的维持或分化命运。其中，分化后没有向上迁移而是定居在隐窝底部的潘氏细胞产生的微环境因子是维持邻近干细胞干性的必要信号。此外，Yilmaz等人的研究还提出潘氏细胞还可能是肠道干细胞感受外界营养的“传感器”，以感受器的方式促进干细胞行使正常功能。
这些微环境信号滋养干细胞，维持肠上皮充分的周转更新，巩固功能有效的上皮组织与过度生长之间的稳态平衡。肠上皮侧或是基底侧的不同微环境因子影响肠干细胞的活性，调控着肠道干细胞在正常生理条件下的稳态平衡或是损伤状态下的再生修复过程中的命运。

图3. 肠道干细胞的微环境：肠道干细胞的命运与其基底侧微环境和肠上皮侧微环境紧密相关（Santos AJM, et al. Trends Cell Biol. 2018）