肠类器官

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肠类器官

文章数：8篇

人结肠干细胞

人LGR5+结肠干细胞单细胞测序分析

一直以来对于干细胞的认知有两种，一种认为干细胞是一类细胞周期活跃的细胞，在不断的进行分裂和更新，一种认为干细胞属于静息期细胞，几乎不进入细胞周期或者增殖速度非常的缓慢。但是对于小鼠肠道LGR5+干细胞的研究证实了第一种说法，即小鼠的肠道干细胞是一类处于活跃细胞周期的细胞。然而近年来有研究显示，不同于小鼠LGR5+肠道干细胞，人类的LGR5+肠道干细胞是增殖标记Ki67阴性的，但是究竟这类细胞是处于静息期的细胞还是细胞周期低活跃度的细胞尚不清楚。近期一篇发表在Gastroenterology的研究工作，通过单细胞测序分析以及结合肠类器官和人肠道干细胞移植的方法证实人肠道LGR5+干细胞有部分是属于静息期的细胞，该静息期受到TGF-β信号的调控，这些细胞在肠道损伤后修复中发挥重要的作用。这些研究结果进一步证实了人类肠道LGR5+干细胞是属于静息期细胞并探究了其在损伤后再生中的作用。

人结肠干细胞 LGR5+p27+ G0期单细胞测序分析 TGF-β信号

肠干细胞LGR5-

Nature子刊：核糖体损伤介导肠细胞胚胎样转变

LGR5+是肠道损伤修复中重要的干细胞，然而有研究显示，即使没有LGR5+细胞存在是不影响肠道正常生长的。有很多LGR5-的细胞也具有干细胞的特征，这些细胞在维持肠道生长以及应对微环境改变和损伤时中也起着积极的作用。但是不同于已经研究相对深入的LGR5+肠道干细胞，这些LGR5-干细胞是如何调控目前尚不清楚。近期一篇发表在Nature子刊，Nature Communications上的研究，通过肠道类器官和小鼠模型探究了这类细胞的调控机制，他们发现核糖体损伤导致RNA翻译受到抑制时，会导致LGR5+干细胞减少，而出现LGR5-胚胎样细胞，这一过程伴随着细胞代谢途径由氧化磷酸化向糖酵解的转变。核糖体损伤导致的LGR5-胚胎样细胞的出现是依赖于ZAKɑ-SRC/YAP通路的。这些研究结果提出核糖体可能是感应细胞营养物质，调控细胞命运的重要因子，该结论有助于人们对肠道干细胞更加深入的理解。

肠干细胞LGR5- 肠胚胎样干细胞核糖体损伤糖酵解 ZAKɑ-SRC-YAP/TAZ

肠道干细胞

Nature子刊：脂肪酸从头合成对维持肠干细胞至关重要

肠道上皮细胞（IEC）不仅发挥物理屏障功能，还发挥营养摄取和免疫调节作用。而这些功能不仅仅受饮食和肠道菌群的影响，同时也受IEC自身的细胞内代谢的调节。有研究显示，脂肪酸代谢过程对肠道干细胞（ISC）维持和功能的调控具有关键影响，特别是从头开始的脂肪酸合成（FAS）对维持胚胎干细胞的多能性和促进诱导多能干细胞的形成至关重要，但这一过程在ISC中的意义目前尚不清楚。近期一篇发表在Nature Communications的研究，通过对IEC乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）缺陷小鼠的研究，证实对从头开始的FAS对ISC的维持至关重要，可作为肿瘤抑制靶点用于临床治疗。这一研究成果为FAS在结肠癌发展和治疗中的作用提供了新的见解。

肠道干细胞脂肪酸从头合成乙酰辅酶A羧化酶1 PPARδ/β-catenin通路肠类器官

肠道感染免疫反应

Science子刊：肠道免疫反应的BMP负反馈回路

肠道是机体的重要屏障，也是最容易发生感染的地方。导致肠道感染可以是细菌、真菌或蠕虫等。肠道在面对不同类型感染时，会激活不同的固有免疫类型，不同的固有免疫类型细胞通过释放不同的细胞因子，从而准确应对不同的感染。细胞因子会促使肠上皮细胞启动特异的免疫反应，肠上皮细胞也会反过来影响免疫应答。肠类器官是很好的肠道免疫研究模型，通过该模型在一定程度上促进了人们对复杂肠道免疫的认识，但对该过程的复杂机制仍有很多方面尚不清楚。近期一篇发表在Science Immunology上的研究工作，通过联合单细胞测序分析和定量影像技术，探究了细胞因子与肠上皮细胞发育分化通路的相互作用，揭示了肠上皮细胞中BMP通路驱动的一个关键的反馈调节回路，该反馈回路抑制IL-13诱导的tuft细胞异常增生，在机体应对蠕虫感染中发挥重要的作用。

肠道感染免疫反应 IL-13 2型固有免疫反应 Tuft细胞增殖 BMP通路

Nature子刊：新细胞亚群pPDH+细胞是肠癌发生的起始细胞

肿瘤细胞的一个最重要的特征是具有warburg效应，即肿瘤细胞能量代谢途径为糖酵解途径。尽管目前对于糖酵解途径在肿瘤发展中的作用得到了深入的阐释，然而最重要的一点，在肿瘤发生早期，异常细胞是如何实现从正常的TCA循环转换为糖酵解的机制仍不明确。近期一篇发表在Nature子刊Nature Communications上的研究，通过对肠癌和肠道上皮细胞的研究，发现一群具有warburg类似代谢效应的细胞类群，这个亚细胞类群具有较高的丙酮酸脱氢酶激酶活性，通常处于静息状态，具有肠干细胞和分泌细胞的分子特征，其高糖酵解活性的代谢特征可以抑制ROS的产生，维持细胞干性，但也增加了癌化潜能。这些结果揭示了糖酵解在肠干细胞的维持和癌细胞发生早期的作用。

SIRT6 肠癌发生丙酮酸脱氢酶激酶 pPDH+细胞糖酵解

端粒功能障碍

活化端粒酶或可治疗IBD

炎症性肠病（IBD）是一种慢性消耗性疾病，致病机理复杂。此前研究发现，端粒长度缩短以及端粒酶活性异常与IBD有着密切的关系，但通常认为端粒异常是IBD炎症的“结果”，而非“原因”。近期一篇发表在PNAS上的研究工作，通过对50岁以上的IBD患者病灶的分析，结合肠道类器官模型的研究，发现端粒异常是导致IBD的潜在病因之一。通过小分子药物重新激活IBD组织的端粒酶，可以有效抑制DNA损伤，缓解IBD炎症的发生，为临床治疗IBD提供了重要的线索和思路。

端粒功能障碍 YAP1/IL-18 TA-65 NAD 维替泊芬

Cell子刊：膨胀-塌陷机械动态变化驱动肠道干细胞的自我组织

干细胞如何自组织形成结构化组织目前尚不清楚。肠道类器官即使没有空间结构的环境，也能产生典型大小的干细胞区（SCZs），类似于体内的隐窝基底，是一个研究自组织的模型。Cell Stem Cell近期发表的文章，通过对肠道类器官中SCZ模式的观察，发现SCZ经历了类器官腔的膨胀和坍塌所驱动的Piezo依赖的裂变事件，且膨胀诱导了拉伸反应性细胞状态，揭示了肠上皮通过调节和响应其机械状态而自我组织的内在能力。

肠干细胞肠类器官机械状态

肠道类器官可分化出血管内皮细胞

一些在原生器官中出现的细胞群体，包括血管系统，在人多能干细胞（hPSC）来源的肠类器官（HIO）中还未观察到。Developmental Cell近期发表的文章，利用单细胞RNA测序观察到HIO早期出现了一群内皮细胞（EC），经过转录组比较发现，其与胎儿小肠EC的器官特异性表达谱相似性最高，表明HIO可以在体外共分化出一个具有肠道特异性EC转录特征的EC群体。

肠类器官 endothelial cells human development Organoids human intestinal organoids