肠道干细胞最新研究进展
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干细胞治疗溃疡性结肠炎的研究进展王婧颖;唐彤宇【摘要】随着生活方式的西化和诊断技术的不断提升,溃疡性结肠炎的发病率也在不断增加,但传统的渐进式疗法在治疗效果上仍旧不尽如人意,许多患者未能达成临床缓解.而近年来干细胞的多分化潜能使其修复患者受损肠道黏膜,实行免疫调节与重建的功能成为可能,有许多基础以及临床研究都在推进干细胞疗法.本文将对干细胞治疗溃疡性结肠炎的机制以及临床进展作一综述.【期刊名称】《实用医学杂志》【年(卷),期】2018(034)020【总页数】4页(P3329-3332)【关键词】干细胞;溃疡性结肠炎【作者】王婧颖;唐彤宇【作者单位】吉林大学第一医院长春 130002;吉林大学第一医院长春 130002【正文语种】中文溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种发病机制未明的慢性非特异性炎症性疾病,主要累及结直肠。
由于生活方式的逐渐西化,UC在我国的发病率也逐渐增高。
临床上常用的为传统的渐进式疗法,即5-氨基水杨酸制剂——糖皮质激素——免疫抑制剂——生物制剂。
但传统疗法药效持续时间短,长期应用副作用大,生物制剂价格昂贵,并且有报道显示即使运用以上的结合疗法在16周内未达成临床缓解的UC患者仍高达60%,这成为临床上的一大难题。
干细胞是一种具有自我更新,高度增殖,多向分化潜能的细胞。
由于其较强的对肠道黏膜的增值修复能力,以及其对于UC患者混乱免疫系统的调节与重建能力,都是其它传统疗法所不可替代的,在未来将有良好的发展前景。
本文将对新兴干细胞对于UC的治疗作一综述。
1 肠道干细胞肠道干细胞是成体干细胞的一种,位于肠道黏膜隐窝基底部,通常情况下,其不断增值与分化,向隐窝顶部进行迁移,所以肠道黏膜每3~5天即更新一次。
肠道干细胞能够分裂为一个与原始细胞一样的子细胞和一个有分化能力的子细胞,后者分化为不同种类的肠道细胞:杯状细胞,潘氏细胞,内分泌细胞,M细胞和肠吸收细胞。
人类肠道微生物组的研究现状和未来趋势随着人类对肠道微生物群落的重视,人们对其研究的程度也越来越深入。
肠道微生物组是指包含大量微生物的生态系统,涵盖了1,000多种细菌属,其中包括成千上万的生物专门生存于人体肠道内。
这种结构与功能繁复的肠道微生物系统对人类的生理和病理状态有着深刻的影响,从而引起了越来越多的研究兴趣。
本篇文章将概述这一兴趣络绎不绝的领域的一些趋势和进展。
第一部分:肠道微生物组的健康重要性肠道微生物的双重性质有助于延伸研究的范围。
正常情况下,它是人体内的有益微生物。
它能够参与大量获益人体的活动。
比如在维生素和氨基酸的代谢演变中起到关键作用,消化食物,并保持肠道的黏膜完整,这些过程中只是体现了微生物对人体的好处。
微生物也可以利用自身的代谢特征,例如抗菌素的合成,并能对各种疾病的预防起到积极的作用。
当肠道微生物的平衡被破坏时,微生物就会成为道路提供细菌的侵略,从而引起疾病和不适感。
严重的紊乱症状可以包括脾气暴躁,抑郁心情,免疫感觉减弱,体重稳定不在采取,以及代谢难以调节。
长期的肠道微生物失调也被认为是某些自身免疫疾病的根本原因,例如肠道炎症性疾病、克罗恩病等疾病。
总之,肠道微生物组对人类健康和康复具有无可替代的作用,因此在很多不同的疾病方案和预防方法中探讨、了解肠道微生物群落都是至关重要的。
第二部分:目前的研究和进展在过去的几十年中,对肠道微生物组的研究从事者已经在对人类微生物和人体微生物生态系的性质、抑菌素和菌群以及菌群在各种疾病中的作用方面作出了重大贡献。
喜欢人口学归纳分析的研究者可以更好地了解肠道微生物组的组成和食物、公共健康项目以及循环模式对生态系统产生的影响。
通过比较不同群体的肠道微生物组,研究人员可以发现该微生物组的穿戴区是持久的,但它也容易受到外部刺激的影响,比如饮食、使用抗菌素等编写。
在人类微生物组方面还有着无限的潜力。
与此同时,最近发展出来的细菌基因编辑技术CRISPR/Cas9也被广泛用于研究菌群。
人类肠道菌群的研究进展肠道菌群,即肠道微生物,它是人类体内最为庞大的微生物群落之一,有着非常重要的生理和代谢功能。
正常人体内大约有100万亿(10^14)个微生物,其中包括数千种不同的细菌、真菌、病毒和寄生虫。
这些微生物主要分布在人体的肠道、皮肤、口腔、泌尿系统等部位。
在这些细菌中,大多数是有益的,并对人体的生理、代谢、营养吸收等多个方面发挥着关键作用。
人类肠道菌群的研究历程可以追溯到20世纪初期。
起初,人们只是对一些肠道细菌的分类、数量和分布进行了一些简单研究。
随着科技进步和技术手段更新,对肠道菌群的研究也迎来了突破性的发展。
下面就来介绍一下肠道菌群研究的最新进展。
一、微生物群落组成和多样性分析随着新一代测序技术的进一步发展,越来越多的研究发现人类肠道菌群的组成和多样性与健康状态密切相关。
例如,有些研究表明,肠道微生物的多样性与人体免疫系统的稳定性有着密切的关系,并可以预测肠道疾病的发生和发展。
近年来,越来越多的科学家和医生开始意识到人体与微生物群落之间的相互作用,并提出了以肠道菌群为重点研究的整体健康观念。
二、肠道菌群对人体代谢的影响人类肠道菌群的组成及数量可以影响人体内多种代谢反应的进行。
例如,有研究表明肠道细菌可以促进人体吸收微量元素和维生素、调节血糖、脂肪和蛋白质的代谢等。
肠道菌群也可以产生多种有益物质,如丁酸、丙酸等,这些物质对维护肠道健康和整体代谢有着重要的作用。
三、肠道菌群与多种疾病的关系肠道菌群与多种人类疾病的关系已经成为当前研究的热点。
一些研究表明,慢性肠道疾病、肥胖、糖尿病、心血管疾病等都与肠道微生物群落的异常有关。
这些研究的发现为疾病的预防、诊断和治疗带来了新的思路。
四、肠道微生物的功能分析人类肠道微生物可以为人体提供许多生理和代谢上的帮助。
例如,一些能够在人体内产生叶酸和维生素K的肠道细菌,可以帮助人体维持血液凝固机制的稳定性。
此外,肠道细菌还能够分解多种不易被人体消化的食物成分。
肠道干细胞与肠道损伤修复的研究进展耿艳霞【摘要】The intestinal mucosa epithelial cells are constantly self-renewing for a life time, this is realized by the stem cells through their continuous proliferation, differentiation and ultimate replacement of the lost epithelial cells. This dynamic balance plays an important role in normal intestine integrity maintenance, as well as intestinal restoration after injury. Right now, there is a lack of effective treatment after mucosal damage. In the natural wound repair process, intestinal stem cells (ISC) divide faster, and promote the restoration procedure. Understanding the biological characteristics of ISC such as its location, molecular marker, and mechanism of proliferation and differentiation, is meaningful in promoting the intestine structure and function regaining after injury.%肠黏膜上皮细胞终身不断自我更新,这一过程须凭借肠道隐窝干细胞(intestinal stem cell,ISC)持续增殖、分化,取代终末分化细胞来完成.这种动态平衡在正常肠道结构和功能的维持以及肠道损伤后的修复过程中起着重要作用.目前肠道黏膜损伤尚缺乏有效的治疗手段,ISC在肠道损伤后分裂加快,促进了损伤修复.了解ISC的相关生物学特性,例如定位、标记、分裂分化机制等对于促进肠道损伤后结构与功能的完全修复有着重大意义.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】5页(P181-185)【关键词】肠道干细胞;定位;分裂;分化;损伤修复;信号通路【作者】耿艳霞【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)解放军普通外科研究所【正文语种】中文【中图分类】R730.530 引言肠道上皮是成年哺乳动物机体代谢最活跃的场所,也是自我更新最快的组织之一。
结肠癌干细胞标记物及其相关通路的研究进展
结肠癌干细胞是一种特殊的肿瘤细胞亚群,具有自我更新、多向分化和肿瘤形成的能力。
研究表明,结肠癌中广泛存在着干细胞标记物,这些标记物可用于确定肿瘤干细胞,且与结肠癌的进展、复发和预后密切相关。
目前,已有许多干细胞标记物及其相关通路被用于研究结肠癌干细胞,本文将对其中较为重要的标记物进行综述。
1. CD133标记物及其相关通路
CD133(俗称AC133)是一种典型的肿瘤干细胞标记物,在结肠癌中表达量较高,被认为是结肠癌干细胞的标志物之一。
研究发现,CD133阳性的结肠癌细胞干细胞比例较高,具有很强的肿瘤形成能力和化疗耐药性。
此外,CD133还与Wnt/β-catenin等信号通路的活化相关。
Lgr5(又称GPR49)是一种受体蛋白,被认为是肠道干细胞的特异性标志物。
近年来的研究显示,Lgr5在结肠癌中也表达较高,并且能够促进结肠癌干细胞的自我更新和肿瘤形成。
此外,Lgr5还与Wnt/β-catenin通路等信号通路密切相关。
EpCAM(也称TACSTD1)是一种单个跨膜型细胞表面糖蛋白,广泛分布于多种肿瘤中。
研究表明,在结肠癌中,EpCAM的表达量也较高。
EpCAM阳性的结肠癌细胞显示出肿瘤形成和转移能力高等特征,与Wnt/β-catenin等信号通路相关。
综上所述,结肠癌中广泛存在着干细胞标记物,这些标记物在结肠癌干细胞的识别、分离和研究中具有重要的应用价值。
此外,这些标记物所涉及的信号通路也成为了研究结肠癌干细胞的热点方向之一,为深入探究结肠癌的发生和发展提供了新的思路和方法。
肠息肉的治疗进展干细胞疗法的前景与挑战肠息肉的治疗进展:干细胞疗法的前景与挑战肠息肉是一种常见的胃肠道疾病,通常表现为结肠内突出的肿块。
近年来,随着生物医学领域的不断发展,干细胞疗法作为一种新兴的治疗手段,受到了广泛的关注。
本文将重点探讨肠息肉的治疗进展以及干细胞疗法在其中所扮演的角色,同时也会提出干细胞疗法面临的挑战。
肠息肉治疗进展肠息肉的治疗方法通常包括手术切除、内镜下切除以及药物治疗等。
然而,传统的治疗手段存在一定的局限性,例如手术切除可能会导致并发症,并且肿瘤往往会复发。
因此,科学家们开始探索新的治疗策略,其中包括干细胞疗法。
干细胞疗法的前景干细胞是一种具有自我更新和分化能力的细胞。
在肠息肉治疗中,干细胞可以通过不同的机制发挥作用。
首先,干细胞可以分化为肠道上皮细胞,促进损伤的修复和组织再生。
其次,干细胞可以释放出多种生物因子,如细胞因子和生长因子,来调节肠道微环境,促进肿瘤的消退。
此外,干细胞还可以抑制炎症反应,减少肠道组织的病理损害。
近年来的研究表明,干细胞疗法在肠息肉治疗中取得了一定的进展。
一项研究发现,通过干细胞移植,可以有效降低患者的肠息肉发生率,并且减轻疾病的严重程度。
另外,一些动物实验结果显示,干细胞可以显著减少肿瘤的体积和数量,从而延长生存期。
干细胞疗法面临的挑战尽管干细胞疗法在肠息肉治疗中显示出一定的潜力,但仍然面临着一些挑战。
首先,干细胞的获取和培养过程相对复杂,需要耗费大量的时间和资源。
其次,干细胞移植可能存在一定的安全风险,如异种干细胞移植可能引发免疫排斥反应。
此外,干细胞的治疗效果可能因个体差异而有所不同,因此需要进一步的个体化治疗策略。
为了克服这些挑战,科学家们正在努力寻找更好的解决方案。
例如,他们尝试使用诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)来替代干细胞。
iPSCs可以从患者的体细胞中获得,并通过基因和化学物质的干预,使其具有干细胞的特性。
干细胞最新突破消息,干细胞有什么用途,注意利弊干细胞新突破消息,干细胞有什么用途,注意利弊!在现代医学的探索中,干细胞技术的发展不仅令人兴奋,也带来了前所未有的可能性。
干细胞疗法是一种具有自我复制和多向分化潜能的细胞,它们可以分化为人体中任何类型的细胞,如肌肉细胞、神经细胞或肝细胞等。
那么,干细胞有什么用途呢?干细胞可以帮助治多种病:例如,对于心脏病患者,干细胞可以对于新的心肌细胞生长,心脏功能;对于糖尿患者,干细胞可以生成新的胰岛细胞,帮助调控血糖;对于帕森病患者,干细胞可以生成神经细胞,缓解症状。
此外,干细胞疗法可以提高人体的免疫、减缓衰老过程、并可以用于美容领域!需要注意的是,虽然干细胞疗法有诸多好处,但也存在一些风险。
研究发现,越是能变化多端的干细胞,其致瘤性也越大,面对的伦理困境也越大,我们也不能忽视其可能带来的副作用。
干细胞副作用可以从两个层面来考虑:一是与移植过程有关的技术问题,二是生物学反应引发的副作用。
在技术层面上,任何操作都存在风险,包括感染、出血以及麻晬相关的风险等。
而在干细胞操作中,如何精确地将干细胞定位到受损区域,也是一大挑战。
如果不能准确地达到目标区域,可能会导致效果不佳甚至产生新的问题。
Stem cell side effects can be considered from two levels: one is the technical problems related to the transplant process, and the other is the side effects caused by biological reactions. On a technical level, there are risks associated with any operation.从生物学角度来讲,干细胞可能导致副作用主要涉及免疫反应和肿瘤形成。
当体内植入异体干细胞时,患者的免役系统可能会将其视为外来入侵者,并发起攻击,这就可能发生免役排斥反应。
信号分子通路网络对肠干细胞增殖和分化的调控夏青松1 徐丽君1 陈 广2 董 慧2 吴 凡1 陆付耳1,△(华中科技大学同济医学院附属同济医院1中西医研究所;2中西医结合科,武汉430030)摘要 肠道具有营养吸收和不断更新的屏障保护双重优势,而肠道隐窝底部的干细胞是其实现多重生理功能的结构基础。
本文总结当前对肠干细胞(intestinalstemcells,ISCs)的增殖分化影响的相关研究,罗列了Notch信号通路、BMP信号通路、Wnt信号通路、EGF信号通路及Hippo信号通路对ISCs增殖和分化的影响,其中Notch信号:维持ISCs并平衡分泌系祖细胞与吸收性祖细胞;BMP信号:调控ISCs分化并改变EEC细胞亚型分泌的激素谱系;Wnt信号:调控ISCs增殖;EGF信号:调控ISCs增殖速率;Hippo信号:调控ISCs增殖和分化,并且相关信号通路之间形成交叉互作网络,以协调ISCs增殖与分化,维持肠道的生理功能。
关键词 ISCs;分化;增殖;信号通路中图分类号 R333 一、肠道干细胞(一)ISCs简介 Lgr5+肠干细胞(intestinalstemcells,ISCs)是一种特异性表达Lgr5基因的隐窝底部柱状细胞(cryptbasecolumnarcells,CBC),其具有产生多谱系分化的子代细胞及长期的自我更新两个特点。
干细胞区域主要由位于潘氏(Paneth)细胞之间隐窝底部+1至+3位置的CBC细胞、+4位置的细胞、Paneth细胞共同组成。
Lgr5+ISCs被视为一种快循环干细胞,作为功能性干细胞;而+4位置的细胞被视作一种静止态干细胞,作为功能性干细胞贮备库,能在组织损伤或CBC丢失的情况下恢复干细胞的功能[1];除此之外,Paneth细胞可通过维持ISCs生态位以影响ISCs的增殖分裂[2]。
因此,Paneth细胞和+4位置的细胞共同维持Lgr5+ISCs的动态平衡。
干细胞移植在炎症性肠病中的治疗摘要炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一组病因未明的慢性肠道炎症性疾病, 包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病(Crohn's disease, CD). IBD的病因仍不明确, 传统治疗主要是控制活动性炎症和调节免疫紊乱, 常用药物包括5-氨基水杨酸、糖皮质激素和免疫抑制剂等, 部分病例最终需手术治疗. 目前治疗IBD应针对多种发病机制, 采取综合性措施. 随着治疗研究的进一步发展出现了生物制剂、转基因方法、抗凝治疗、干细胞移植, 使治愈IBD成为可能. 其中干细胞移植是一种新兴的IBD治疗方法, 近年来成为治疗研究领域的热点之一, 本文就干细胞移植治疗IBD的研究现状及作用机制进行概述.0 引言炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)病因未明, 发病机制复杂, 患者数量呈逐年增加趋势, 发达国家发病率高于发展中国家. 据调查, 10%-20%的患者中其家庭成员至少有1人患IBD[1,2], 患病时间超过10年者具有发生结肠癌的高风险率. 2003-2005年在一些发达国家(例如丹麦, 瑞典)的调查研究发现, 克罗恩病(Crohn's disease, CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)每年发病率分别为8.6/10万、13.4/10万[3], 发病高峰年龄为10-40岁人群, 年轻患者较普遍; 同时, IBD首次发作也可见于任何年龄段, 15%的患者在确诊时年龄已超过60岁[1,2,4,5]. IBD病程迁延、反复发作, 多数患者因疼痛生活质量受到严重影响[6]. 近年来随着人们生活水平的不断提高IBD在我国的发病率也渐呈上升趋势, Lok等[2]对我国UC患者人口流行病学及临床学特征进行调查研究后发现, UC患者在我国正逐年增加并对年轻患者影响较大, 其中一部分呈严重暴发起病, 虽多数患者病情可为内科药物治疗所缓解, 但少数病例仍需手术治疗或者死亡. 由于IBD病因未明, 迄今为止还没有彻底治愈IBD的方法, 这使得广大学者寻求一种新的治疗途径, 其中干细胞移植给IBD的临床治疗带来了全新的思路, 干细胞移植可调节或重建患者免疫系统, 修复受损肠道黏膜并可恢复肠道黏膜正常功能, 拥有其他治疗方法无法替代的作用. 干细胞移植将有望成治愈IBD的重要方法, 本文就干细胞移植在IBD的治疗研究进展及作用机制方面作一综述.1 IBD的治疗研究现状目前, IBD的治疗主要着眼于控制活动性炎症和调节免疫紊乱, 传统药物包括5-氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫抑制剂等. 上述药物对CD与UC的缓解率分别为70%和80%, 但临床疗效欠佳, 长期应用不良反应多, 难以维持长期缓解, 不能有效缩短IBD的自然病程, 对危重病例疗效有限, 存在停药后复发等问题. 与过去30年相比, 免疫抑制剂在IBD的治疗中使用更加频繁, 但并未有效降低CD的肠道并发症[7], 对患者长期的生活质量并没有明显改善. Lix等[8]研究发现, 随着时间的推移CD患者较UC患者具有较高的心理压力、焦虑情绪及病痛灾难感, 这些负面情绪可加重IBD的自然病程, 进一步降低患者的生活质量. 在手术治疗方面, 该疗法主要用于内科治疗无效、合并严重并发症及结肠炎癌变患者, 最终目的是挽救生命、改善患者健康状况, 但术后存在不同程度复发, 其中CD复发率很高. 随之, 在传统药物治疗的基础上出现了生物制剂、转基因方法、抗凝治疗及干细胞移植等新的治疗方法. 在生物治疗方面, 最常使用新型生物制剂Infliximab作为IBD的治疗药物, 该药较多数传统药物起效迅速, 不良反应小, 研究表明Infliximab可有效治疗CD, 愈合瘘管提高患者生活质量[9-11], 对IBD的治疗具有积极作用, 但其临床效果明显时间仅持续2-4 mo, 部分治疗有效的患者可能出现急性肠梗阻, 对可产生Infliximab抗体的患者疗效较差, 在长期用药过程中部分患者可能会产生严重的不良反应[12-14]. 传统IBD的治疗目标主要是控制发作、维持缓解、预防复发、防治并发症及保证生活质量. 近年出现的新型治疗目标主要是早期控制发作、长期维持缓解、改变自然病程、使肠黏膜愈合并试图最终恢复肠道黏膜正常功能、甚至治愈疾病.2 干细胞移植与IBD的关系在诸多治疗IBD的研究中, 干细胞移植作为治疗IBD的新方法主要起源于对造血系统恶性肿瘤合并IBD患者进行干细胞移植后, 观察发现IBD病情在临床及内镜下得到了长期维持缓解, 再次启发了人们研究治疗IBD的新思路, 当前干细胞移植治疗IBD在实验动物研究和临床观察方面均取得了一定的进展.2.1 干细胞与肠黏膜损伤修复干细胞根据发育阶段不同分为胚胎干细胞和成体干细胞. 成体干细胞包括造血干细胞、间充质干细胞、肠道干细胞等. 肠道干细胞即肠道上皮干细胞, 位于肠道隐窝内, 越靠近肠隐窝基底部其增殖能力越强, 越近肠腔增殖能力越弱. 肠道上皮干细胞具有持续更新与分裂增殖能力, 能修复受损肠道黏膜并恢复正常功能, 对维持肠道黏膜的更新及内环境稳定发挥着重要作用, 近两年研究报道, 肠道上皮干细胞移植后可持续生长并稳定表达基因产物[15,16]. 在结合基因技术的基础上, 肠道干细胞可望作为基因载体细胞治疗肠道疾病. 采用干细胞移植治疗IBD造成的肠道黏膜损伤中, 最佳干细胞来源为肠道上皮干细胞, 但由于其数量来源有限, 在体外不能长期培养扩增, 因此可采用造血干细胞作为移植来源. 在干细胞中, 间充质干细胞是一种无造血功能的干细胞, 他有助于组织损伤的修复, 具有较高的可塑性及可移植性, 成人的任何器官组织中均存在该细胞, 在特定条件下间充质干细胞能诱导分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞等多种非造血组织细胞. 2007年Philipe在UC大鼠动物模型中进行骨髓间充质干细胞移植实验中, 发现这类干细胞能定居于受体的肠道上皮[17,18]. 具有正常功能的肠道组织能使炎症所导致的急性肠道损伤得以修复, 间充质干细胞在控制炎症活动、修复肠道黏膜、恢复肠壁完整中起着重要作用. 研究表明, 间充质干细胞可促进放射性损伤的肠上皮的修复[19,20]. 间充质干细胞在修复肠道损伤过程中, UC患者通常能恢复正常的肠道组织结构, 但CD患者则由于过度纤维化常导致肠腔狭窄和梗阻, 这与间充质干细胞持久增生、组织破坏和胶原纤维沉积有关. 目前, 间充质干细胞已成功应用于循环系统、骨关节病等自身免疫性疾病的治疗.2.2 干细胞移植的理论基础干细胞移植的实践与概念始于造血干细胞, 并被几十年的动物实验所支持, 在对患有血液系统疾病或恶性肿瘤的患者进行干细胞移植后发现他们原来患有的IBD得到了意想不到的缓解[21,22]. 目前, 干细胞移植在造血系统疾病方面应用较成熟, 在治疗自身免疫性疾病方面也得到了进一步发展. 自身免疫性疾病的治疗以提高宿主的免疫耐受性为重点, 而IBD患者对肠道共生菌的免疫耐受发生障碍, 这促使我们考虑从促进免疫细胞耐受性治疗入手, 改变IBD的自然病程. IBD是多基因病, 易感点位于第3、7、12、16号染色体上. 研究表明, 突变是IBD的易感因素, Hugot等[23]和Inohara等[24]在2001年报道了IBD的第1个易感基因NOD2/CARD15, 该基因主要存在于单核细胞、巨噬细胞、潘氏细胞、树突状细胞、肠道上皮细胞以及T、B淋巴细胞内[25-27], NOD2/CARD15编码的蛋白质仅在外周血单核细胞中表达, 其作用是介导细胞凋亡以及诱导核因子κB(nuclear factor-κB, NF-κB)的激活. NOD2/CARD15存在3个突变位点, 突变在IBD肠黏膜的严重损伤中具有重要作用, 使患者体内合成大量蛋白, 其蛋白表达可能在造血干细胞内. 因此, 通过造血干细胞移植可重建患者免疫系统从而达到治疗目的.在骨髓源性干细胞中含有多种干细胞组分, 具有多向分化能力, 可直接定居于肠道或与肠道干细胞融合并促进受损微循环的重建等多种机制修复黏膜、恢复正常的肠上皮功能, 也可能其中还参与了肠道的免疫调节, 研究证明骨髓干细胞移植能使IBD模型小鼠受损的肠黏膜组织微循环得以重建, 最终加速受损组织的修复[28], 骨髓干细胞可能成为肠上皮再生的可替代来源.3 干细胞移植治疗IBD的机制及临床试验研究3.1 造血干细胞移植在干细胞移植中造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)应用的较为普遍, HSCT指通过大剂量放、化疗或其他免疫抑制剂的预处理方法清除受体异常的造血和免疫系统, 阻断其发病机制, 然后将供者的造血干细胞移植入受体内, 以替代原有的病理性造血干细胞, 使受体质量建造血及免疫功能, 最终达到治疗目的. HSCT按造血干细胞的来源分为骨髓移植、外周血造血干细胞移植、脐带血干细胞移植和纯化CD34+细胞移植等. 据造血干细胞供者和受者关系及遗传背景分为自体移植、同基因移植和异基因移植. 在进行异基因HSCT时首先要经过移植前预处理, 要求受者和供者具有相匹配的人类白细胞抗原(human leucocyte antigen, HLA)系统, 并有一定数量的造血干细胞作为前提. IBD肠道炎症的发生、发展和转归过程与肠道黏膜免疫系统密切相关. 在人体免疫调节中, T淋巴细胞是重要的免疫细胞, 分为辅助性T淋巴细胞(helper T cells,Th)、细胞毒T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)和调节性T淋巴细胞, 其中调节性T淋巴细胞对自身免疫调节起着重要作用[29], 主要使机体的自身免疫耐受与自身免疫反应维持平衡[6]; T淋巴细胞功能异常可导致多种疾病[30-32], 同时也是IBD发病的重要因素; IBD患者受累肠段能产生大量抗体, 当T淋巴细胞产生免疫应答时: Th1为主的免疫应答发展为CD, 此时促炎介质IL-2、INF-γ、TNF释放增加, 引起炎症反应或迟发型超敏反应; Th2为主的免疫应答发展为UC, 此时抗炎介质IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13释放增加, 从而增强体液免疫应答. 正常情况下, 肠道成纤维细胞可产生基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMPs), 其作用可降解细胞外基质阻止其大量沉积, 而活化的具有正常功能的T淋巴细胞可激活成纤维细胞产生MMPs[33], 研究表明, IBD病变肠黏膜中MMPs的表达均明显高于正常的肠黏膜, MMPs在IBD的发病机制中起着重要作用[34]. IBD肠道成纤维细胞与正常肠道成纤维细胞相比具有显著的增殖和胶原分泌能力, 这表明IBD患者肠道产生免疫反应时功能异常的T淋巴细胞激活成纤维细胞,使MMPs产生异常, 从而导致病程的进一步发展. 因此, 造血干细胞移植治疗IBD的可能机制为: (1)移植后的干细胞能参与IBD患者受损肠黏膜的修复, 取代肠黏膜中受损的细胞成分, 还可参与调节肠道内的免疫反应; (2)调节T淋巴细胞功能使肠道正常表达MMPs; (3)移植的前提是摧毁机体病态免疫, 在此基础上进行自体或异体HSCT, 可恢复正常免疫, 阻止了机体对自身组织的免疫攻击, 使IBD的免疫发病机制根除; 与此同时, 在干细胞动员及预处理时应用的超常剂量免疫抑制剂对IBD的治疗具协同作用. 针对IBD的发病机制采用HSCT, 当IBD患者接受HSCT治疗后全身免疫系统得以恢复正常、异常的T淋巴细胞会消失, 通过免疫系统重建可恢复全身正常的免疫反应, 从而治愈IBD.3.2 骨髓间充质干细胞移植骨髓间充质干细胞 (bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs) 是骨髓基质细胞的前体细胞, 是由中胚层分化而来的一种具有多向分化潜能的非造血成体干细胞, 主要存在于骨髓, 可塑性很强, 在不同诱导条件下可分化为多种细胞[35-37], 诸如心肌细胞、肝细胞、神经细胞、血管内皮细胞等. BMSCs移植治疗IBD的可能机制为: 首先, 受损肠道对BMSCs可能有特异性趋化作用, 可释放趋化性细胞因子使BMSCs归巢, 对UC大鼠模型进行BMSCs 移植后发现, 迁移至受损结肠的BMSCs高于正常结肠[38]. 在修复消化系损伤过程中, BMSCs随损伤的加重迁移率增加, 恢复期则明显下降[39]. 研究还证实, 移植后的BMSCs能在大鼠UC模型的肠道中定位[40], 从而分化成具有一定功能的肠道上皮细胞, 可参与消化系损伤修复和功能重建[41], 与此同时BMSCs可抑制T、B淋巴细胞增殖, 降低树突状细胞抗原呈递作用以及改变自然杀伤(natural killer, NK)细胞的功能[42,43], 从而抑制肠道的异常免疫反应, 还可调节细胞因子IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8和 TNF-α[44]等的分泌, 进一步调节受损肠道的炎症反应; 其次, BMSCs还可参与受损肠道微环境的重建, 促进新生血管形成[45], 从而有利于肠道黏膜的修复过程; 最终达到治愈IBD的目的, 移植后重建的免疫系统功能替代了原有的导致肠道慢性炎症的异常的免疫系统功能. BMSCs移植后并发症少、骨髓采集安全方便、对机体损伤小, 易于分离、纯化和体外扩增, 不涉及伦理道德问题, 因此是干细胞移植治疗IBD的理想细胞.3.3 HSCT治疗IBD的临床试验研究 1993年, Drakos报道了第1例淋巴瘤合并CD患者在接受同种异体HSCT后其CD病情得到了改善. 随后, 至少有22例癌症合并CD患者在接受自体造血干细胞移植(autologous hematopoietic stem cell transplantation, AHSCT)后病情得到缓解, 其中19例移植后中位随访时间7年达长期缓解, 18例在中位随访时间超过20 mo后仍达到临床缓解, 18例中有2例同时服用传统药物[46]. 这表明在不服用任何药物的情况下AHSCT也能带来长期的临床缓解疗效, 这引起了人们极大的关注, 使IBD临床治疗方法出现了全新的思路. 2003年报道, 对2例Infliximab疗效较差的CD患者进行HSCT发现CD活动指数(Crohn's disease activity index, CDAI)完全正常[47]; 同时, Burt等[48]也作了报道; 在IBD的治疗中, 有两例关于AHSCT作为CD主要治疗方法的报道, 第1例来自于芝加哥的Ⅰ期临床试验, 包括12例活动性中重度CD患者, 在使用传统治疗和抗TNF-α单克隆抗体治疗无效情况下, 用环磷酰胺联合粒细胞集落刺激因子动员后采集外周血干细胞, 经CD34+纯化处理, 在移植前用环磷酰胺和抗胸腺球蛋白进行预处理, 结果发现出院时CDAI和CD症状均得到改善, 在随访7-37(中位时间为18.5) mo后发现影像学及内镜异常均逐渐改善, 其中11例获得维持缓解(CDAI≤150)[49]; 另1例报道来自米兰的Ⅰ-Ⅱ临床试验, Cassinotti等[50]对4例难治性CD患者进行自体造血干细胞移植后, 撤出所有传统治疗药物, 4例患者有3例经中位随访时间16.5 mo后临床和内镜评估达到了维持缓解; 在这2例报道中进行HSCT后均无患者死亡. 目前欧洲正进行Ⅲ期临床试验, 旨在调查大剂量免疫抑制剂加用AHSCT所带来的潜在临床疗效. 国外报道了1例出生后10 mo患有IBD合并CD3γ缺陷的患儿, 出生后2 mo时经常发生顽固性腹泻、反复肺部感染、口腔念珠菌病, 在进行严格的移植前准备后为该患儿进行第1次异基因HSCT, 并在5 mo后进行第2次移植, 在第2次移植后的第19天患儿由IBD导致的严重腹泻、肛周病变、直肠瘘得到了显著改善[51]. 国内报道, 2004年对5例复发性CD患者进行自体AHSCT治疗, 有4例缓解, 1例术后6 mo复发[52]. 所有这些相关报道在HSCT治疗IBD的进一步研究中给人们产生了巨大鼓舞.4 结论干细胞移植治疗IBD具有广阔的应用前景, 他可从遗传和免疫方面对IBD起到治疗作用, 能够改变IBD的自然病程、达到长期维持缓解、愈合受损肠道黏膜、恢复肠道正常功能并显著提高患者生活质量. 当前干细胞移植对IBD的治疗还处于试验性阶段, 主要用于对难治性CD试验性治疗的研究, 尚缺乏大量的临床资料, 有待于更多病例研究和长期随访. 随着干细胞移植技术的迅速发展, 成纤维细胞、骨髓细胞诱导成多能干细胞相继报道, 给干细胞移植治疗IBD的研究和应用打开了新的前景. 此外, 干细胞移植在基础和临床研究方向上仍存在着有待解决的问题, 如干细胞移植治疗最佳时机的选择; 移植适应证的选择; 合理的预处理方案; 自体移植物去除T淋巴细胞的利弊; 如何进行个体化治疗; 并发症的防治; 移植后激素减量的方法; 移植后免疫重建的研究; 干细胞移植后在体内的转化过程及机制; 如何进一步提高移植成功率等都是未来研究的方向, 随着基础研究的深入和临床实践经验的不断积累, IBD患者有望得到彻底的治愈. 我们期待着干细胞移植能在IBD的治疗中得到广泛和有效的应用. 在未来的一段时间内, 随着技术的不断创新, 治疗经验的不断丰富, 会有越来越多的患者得到更好的救治, 重获健康. 干细胞移植治疗在IBD中的应用将仍是消化系疾病的研究热点, 相信不远的将来应用干细胞移植治疗IBD将会成为必然趋势.背景资料 IBD病因未明, 迄今为止还没有彻底治愈IBD的方法, 药物及手术治疗均不能获得满意疗效.同行评议者郁卫东, 副研究员, 北京大学人民医院临床分子生物学研究所/中心实验室研发前沿目前, 干细胞移植治疗IBD的研究主要集中于造血干细胞和骨髓间充质干细胞移植, 在基础和临床研究方面均取得了一定的进展, 但移植后免疫重建的研究、干细胞在体内的转化过程及机制、移植适应证的选择、个体化治疗方案、如何进一步提高移植成功率等都是未来研究的关键.相关报道研究表明干细胞移植后可迁移至受损肠道参与损伤组织修复和功能重建, 并可恢复肠道正常的免疫功能, 国内外仍在进行临床研究探索.创新盘点本文就干细胞移植治疗IBD的研究进展进行综述, 并对其治疗的可能机制进行了概括总结.同行评价本文科学性较好, 综述全面, 为读者了解干细胞移植治疗炎症性肠病的研究进展奠定基础.。
克罗恩病治疗的新进展干细胞治疗的研究现状克罗恩病治疗的新进展——干细胞治疗的研究现状克罗恩病是一种慢性炎症性肠道疾病,严重影响患者的生活质量。
目前,虽然已有一些治疗方法,但效果有限,无法完全治愈患者。
干细胞治疗作为一种新兴的治疗方法,正在受到越来越多的研究关注。
本文将介绍克罗恩病治疗的新进展,聚焦于干细胞治疗的研究现状。
1. 干细胞治疗的原理干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力,因此被认为有望在医学领域发挥重要作用。
对于克罗恩病的治疗,干细胞可以修复受损组织,调节免疫系统,减少炎症反应,从而改善患者的病情。
2. 干细胞治疗的研究进展近年来,干细胞治疗在克罗恩病领域取得了一些突破性进展。
其中,胎盘间充质干细胞(Wharton's Jelly-derived mesenchymal stem cells, WJ-MSCs)是一种常用的干细胞来源,被广泛应用于临床研究。
研究表明,WJ-MSCs可以减轻克罗恩病患者的肠道炎症,提高肠道黏膜的完整性,促进炎症反应的下降。
此外,造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)也被一些研究用于克罗恩病的治疗。
HSCT通过重建患者的免疫系统,改善炎症反应,取得了一定的疗效。
然而,HSCT的风险较大,并不适用于所有患者。
3. 干细胞治疗的前景与挑战干细胞治疗作为一种新兴的疗法,为克罗恩病患者带来了新的希望。
然而,目前的研究还存在一些挑战。
首先,干细胞治疗的机制尚不完全明确。
虽然研究表明干细胞可以促进组织修复和免疫调节,但具体的作用机制仍需进一步深入研究。
其次,干细胞治疗的安全性需要进一步验证。
虽然干细胞具有较低的免疫原性和肿瘤形成风险,但长期的安全性评估仍然是一个重要的问题。
另外,干细胞治疗的标准化和规范化也是当前亟需解决的问题。
不同研究中使用的干细胞来源、治疗方案和评估指标存在差异,影响了研究结果的可比性和临床应用的推广。
干细胞移植治疗放射性肠炎的研究进展彭亚楠;王海洲;张萌;方诗琳;施先艳;赵秋;刘静【摘要】放射性肠炎(radiation enteritis,RE)是经放射治疗引起的肠道放射性损伤,可累及肠道各节段,导致肠道消化、吸收及分泌功能障碍,严重时可危及患者生命,是当今临床治疗的难题.目前,放射性肠损伤机制仍不明确,尚缺乏有效的预防和治疗方法.干细胞移植是一种新兴的治疗策略,已成为RE治疗领域的研究热点.鉴于此,本文主要对干细胞移植治疗RE的研究现状及其损伤修复机制作一综述.【期刊名称】《临床误诊误治》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】5页(P108-112)【关键词】干细胞移植;肠炎;间质干细胞;干细胞研究【作者】彭亚楠;王海洲;张萌;方诗琳;施先艳;赵秋;刘静【作者单位】430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室);430071 武汉,武汉大学中南医院消化内科(湖北省肠病医学临床研究中心肠病湖北省重点实验室)【正文语种】中文【中图分类】R617;R516.1放射治疗(放疗)是恶性肿瘤的常用治疗方法,大约70%的癌症患者接受放疗[1]。
肠组织对辐射高度敏感,是临床放射性损伤的常见部位之一[2]。
据估计,全世界每年有3万~5万例患者在接受放疗后发生严重的放射性肠炎(radiation enteritis,RE)[3]。
干细胞技术在再生医学领域中最新成果及前景展望再生医学是一门致力于利用干细胞技术修复人体组织和器官的学科,目前正为医学界带来巨大的希望。
干细胞技术作为再生医学的核心技术之一,已经取得了令人瞩目的成果,并在未来的发展中呈现出广阔的前景。
干细胞是一种具有自我更新和分化成多种细胞类型能力的特殊细胞。
根据来源的不同,干细胞可以分为胚胎性干细胞和成体干细胞两类。
胚胎性干细胞取自早期胚胎,具有较高的分化潜能,可以分化为几乎所有类型的细胞,因此被广泛应用于再生医学研究中。
而成体干细胞则存在于成熟组织中,主要用于修复受损组织。
干细胞技术在再生医学领域取得了一系列重要成果,其中最令人期待的是其在组织再生和器官移植方面的应用。
通过将干细胞引导分化为需要的细胞类型,再生医学可以实现受损组织的修复和重建。
例如,干细胞可以分化为心肌细胞,用于修复心脏组织;亦可以分化为胰岛细胞,用于治疗糖尿病;还可以分化为神经细胞,用于治疗神经系统疾病。
除了组织再生和器官移植,干细胞技术还在药物筛选和疾病模型方面展现出巨大价值。
干细胞具有较高的自我更新能力,可以在体外无限地增殖,能够提供大量的用于医学研究的细胞。
这为药物研发提供了新的平台,通过使用干细胞模型,可以更快速、准确地评估药物的效果和安全性。
此外,通过利用干细胞模型,研究人员可以更好地理解各种疾病的发病机制,有助于开发更有效的治疗方案。
干细胞技术的发展前景非常广阔。
首先,随着科学技术的进步,干细胞的来源和获取方式将逐渐优化,有效解决伦理和法律问题。
目前,科学家已经成功地将人类成体细胞转化为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞,避免了胚胎损伤和伦理争议。
此外,一些研究者正在努力改进干细胞提取技术,以开发更简单、经济、高效的方法。
其次,干细胞的应用范围将进一步扩大。
目前,干细胞在心血管、神经、肌肉、骨骼等组织和器官的再生治疗中已经取得良好的效果。
然而,尚有很多领域需要进一步探索。
例如,干细胞在肝脏治疗、肾脏治疗和肺部疾病等方面的应用前景仍然广阔,这些领域的疾病对于现有治疗方法的需求迫切。
干细胞研究的新进展:从“定向分化”到“克隆”干细胞研究作为生命科学的重要研究领域,以其实质性的意义和前沿性的技术为人们所关注。
在过去的几十年里,干细胞研究已经取得了重要的进展,包括干细胞的发现、干细胞的培养和定向分化以及干细胞移植治疗等。
近年来,干细胞研究又迎来了一个突破性的进展:干细胞的克隆。
2018年11月25日,中国科学家杨忠民等在国际知名学术期刊《细胞研究》上发表论文,报道了他们成功地从人类成年细胞中克隆出胚胎干细胞。
这一研究成果意味着,科学家们已经突破了干细胞研究中的一个难点问题,为未来的生命科学研究和医学实践提供了更为广阔的前景。
干细胞是一种可以自我更新并具有分化能力的细胞,具有重要的生物学意义和医学应用前景。
干细胞根据其来源和分化潜能的不同可以分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。
胚胎干细胞来源于受精卵发育过程中的内细胞团,可以在体外无限制地自我更新并分化成体内的各种细胞类型,如神经细胞、心脏细胞、肝脏细胞等。
成体干细胞则可以在成体器官中起到修复和更新细胞的作用,包括造血干细胞、皮肤干细胞等。
然而,干细胞研究并非容易的事情。
其中一个问题就是如何让干细胞在体外定向分化形成特定的细胞类型。
这被称为定向分化。
科学家们利用各种培养条件和信号物质,可以将一部分干细胞分化成心肌细胞、神经细胞、肝脏细胞等特定类型的细胞,以实现对某些疾病的治疗。
然而,干细胞的定向分化也有一些局限性。
一方面,细胞培养条件和信号物质的优化需要长期反复的试错,学习干细胞定向分化技术需要高超的实验技能和大量的实验操作。
另一方面,有些细胞类型的定向分化非常困难,如心室肌细胞和β细胞等,这就限制了干细胞治疗某些疾病的应用前景。
2018年,中国科学家突破了干细胞定向分化的难题,利用一个全新的技术途径,即核质移植技术,从一种成年细胞中克隆出了胚胎干细胞。
这一技术的核心是将一个成年细胞的核移植到一个已经去除核的卵母细胞中,然后通过一系列复杂的操作,重新激活这个卵母细胞的发育程序,最终得到胚胎干细胞。
炎症性肠病与间充质干细胞的研究进展
林艳;郑长青
【期刊名称】《世界华人消化杂志》
【年(卷),期】2014(0)4
【摘要】炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组病因未明的慢性非特异性肠道炎症性疾病,其发病与遗传、免疫、肠道菌群、感染等多方面因素有关.近年来间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)在IBD治疗中的作用得到越来越多的重视,其治疗IBD可能与其抗炎、免疫调节及肠上皮重建等多方面机制有关.本研究将对IBD的病因以及MSCs在治疗IBD中的可能机制进行综述.【总页数】6页(P521-526)
【关键词】炎症性肠病;间充质干细胞;病因;治疗
【作者】林艳;郑长青
【作者单位】中国医科大学附属盛京医院第二消化内科
【正文语种】中文
【中图分类】R329.2
【相关文献】
1.间充质干细胞在炎症性肠病治疗中的研究进展 [J], 王玉明;张晓琦;于成功
2.间充质干细胞治疗炎症性肠病的研究进展 [J], 兰平;刘炫辉;吴现瑞
3.间充质干细胞在炎症性肠病治疗中的研究进展 [J], 夏敏敏; 刘静华; 李虹霞
4.基因工程化间充质干细胞移植治疗炎症性肠病的研究进展 [J], 李宁;金世柱;杨宁
宁
5.间充质干细胞通过免疫调节机制治疗炎症性肠病的研究进展 [J], 李宁;金世柱;杨宁宁
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肠道干细胞最新研究进展从分子的角度来看,肠道是一个嘈杂的地方,各种人类细胞和微生物细胞彼此之间相互沟通,从而维持一种稳健而又健康的细胞群落。
这个细胞群落的关键是肠道干细胞(intestinal stem cell),它们产生多种细胞类型,从而有助于保持肠道功能正常。
肠道干细胞位于肠黏膜隐窝基底部,即基底隐窝是肠道干细胞的细胞库。
正常情况下,位于隐窝基底部的肠道干细胞不断向隐窝顶部(肠腔方向)迁移,整个迁移过程大约3至5天,在迁移过程中肠道干细胞分化形成不同的肠粘膜细胞。
针对肠道干细胞研究近期取得的进展,小编进行了一番盘点,以飨读者。
1.Cell:辅助性T细胞竟调节肠道干细胞的自我更新和分化doi:10.1016/j.cell.2018.10.008在一项新的研究中,来自美国布罗德研究所等研究机构的研究人员宣布他们检测到一部分肠道干细胞与生活在肠道中的辅助性T细胞(Th细胞)之间存在一种新的交谈形式。
他们发现这些肠道干细胞产生MHC II,即一种允许免疫细胞与其他细胞之间交谈的表面蛋白复合物,所产生的MHC II会激活Th细胞。
最后,他们发现这些肠道干细胞也对附近的Th细胞产生的细胞因子作出反应。
相关研究结果于2018年11月1日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“T Helper Cell Cytokines Modulate Intestinal Stem Cell Renewal and Differentiation”。
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.10.008。
然而,肠道干细胞如何作出反应取决于它们接收到的细胞因子信号类型。
与炎症相关的细胞因子促进肠道干细胞开始分化---产生在肠道内壁中发现的不同细胞类型,这可能有助于肠道组织对损伤或感染作出反应。
相比之下,肠道干细胞对起调节作用的细胞因子作出反应,在感染清除后通过自我更新协助降低免疫反应。
这可能有助于肠道在修复后补充和维持它的肠道干细胞库。
2.Cell Stem Cell:禁食增强肠道干细胞的再生能力doi:10.1016/j.stem.2018.04.001随着人们年龄的增加,他们的肠道干细胞开始丧失再生能力。
这些干细胞是所有新的肠道细胞的来源,因此这种再生能力下降可能使得从胃肠道感染或影响肠道的其他疾病中康复过来更加困难。
根据来自美国麻省理工学院的研究人员的一项新的研究,这种年龄相关的肠道干细胞功能丧失能够通过24小时禁食加以逆转。
他们发现禁食显著地改善年老小鼠和年轻小鼠中的肠道干细胞再生能力。
相关研究结果发表在2018年5月3日的Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Fasting Activates Fatty Acid Oxidation to EnhanceIntestinal Stem Cell Function during Homeostasis and Aging”。
论文通信作者为麻省理工学院的David M. Sabatini和Ömer H. Yilmaz。
论文第一作者为麻省理工学院的Maria M. Mihaylova和Chia-Wei Cheng。
在禁食小鼠中,细胞开始分解脂肪酸而不是葡萄糖,这种变化增强肠道干细胞的再生能力。
这些研究人员发现他们也能够利用一种激活相同代谢开关的分子促进再生。
这些研究人员说,这种干扰能够潜在地有助于老年人从胃肠道感染中康复过来,或者让接受化疗的癌症患者从中受益。
3.Nature:利用一种新的水凝胶在体外培养类器官doi:10.1038/nature20168类器官(organoid)是能够在实验室中利用人的干细胞培养出的微型器官。
它们能够被用来构建疾病模型,而且在未来可能被用来测试药物或者甚至替换病人体内受损的组织。
但是当前的类器官在一种标准化的可控方法中非常难以培养,其中这种方法是设计和使用它们的关键。
如今,EPFL研究人员通过开发出一种正在申请专利的“水凝胶”而解决了这个问题,其中这种水凝胶提供一种完全可控的和可调整的方法来培养类器官。
这一突破性发现于2016年11月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Designer mat rices for intestinal stem cell and organoid culture”。
图片来自Nature, doi:10.1038/nature20168。
论文第一作者Nikolce Gjorevski和他的同事们利用这种水凝胶让肠道干细胞长出一种微型肠道。
这种功能性的水凝胶不仅是一种目标,而且也是鉴定影响这些干细胞扩增和培养类器官的能力的因子。
通过仔细地调整这种水凝胶的性质,他们发现这种类器官形成过程的不同阶段需要不同的力学环境和生物组分。
一个这样的因子是纤连蛋白(fibronectin),它协助这些干细胞附着到这种水凝胶中。
Lütolf实验室发现这种附着本身在培养类器官中发挥着非常重要的作用,这是因为它提供许多信号给它们,告诉它们生长和产生一种类似肠道的结构。
研究人员也发现这种水凝胶的物理硬度在调节肠道干细胞行为中发挥着一种不可或缺的作用,从而有助认识细胞如何能够感知和处理物理刺激,并对这些物理刺激作出反应。
这种认识是特别有价值的---尽管生化信号对干细胞的影响是为人所熟知的,但是物理因子的影响是个谜。
4.Cell:什么?肠道细菌代谢物抑制肠道干细胞增殖doi:10.1016/j.cell.2016.05.018肠道干细胞是身体中最为快速分裂的细胞之一,忙于产生新的肠道细胞来替换持续被丢弃的肠道细胞。
但是不同于体内其他地方的干细胞,肠道干细胞隐藏在肠道隐窝中。
如今,在一项新的研究中,来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员发现肠道干细胞位于肠道的“口袋(编者注:肠道隐窝)”中,从而避免接触生活在肠道中的有益细菌大量制造的一种代谢物。
这种代谢物---丁酸---限制肠道干细胞增殖,从而潜在地抑制肠道在遭受急性损伤或者因炎症性肠病(如克罗恩病和结肠炎)遭受损害后自我修复。
相关研究结果于2016年6月2日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“The Colonic Crypt Protects Stem Cells from Microbiota-Derived Metabolites”。
研究人员证实正常情形下,肠道内壁中的被称作利氏肠腺隐窝(crypt of Lieberkuhn)的微小口袋让肠道干细胞免受丁酸的损害。
但是,当肠道遭受破坏时,丁酸能够接触到这些干细胞,并限制它们的增殖。
5.Nature:揭秘高脂饮食如何影响个体结肠癌的发生doi:10.1038/nature17173近日,刊登于国际著名杂志Nature上的一项研究报告中,来自美国达纳-法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)的研究人员通过研究揭示了高脂肪饮食如何促使肠道内皮细胞更加易于癌变,研究者发现,肥胖、高脂肪及高卡路里饮食是引发许多类型癌症的明显风险因子。
文章中,研究者Semir Beyaz指出,对小鼠进行研究我们发现,高脂肪饮食可以驱动肠道干细胞数量激增,同时也会产生一系列其它同干细胞行为非常类似的细胞,也就是说这些细胞可以进行无限期地繁殖并且分化成为其它类型的细胞,这些干细胞及干细胞样细胞更加易于引发肠道肿瘤。
此前研究发现,肥胖个体更易于患结直肠癌,而且肠道干细胞更易于积累突变引发结肠癌,这些干细胞位于肠道内侧,名为上皮细胞,其可以产生多种类型的细胞从而形成上皮结构。
文章中研究者对健康小鼠喂食以60%脂肪含量的饮食长达9-12个月,同时调查了小鼠机体中肠道干细胞和肥胖相关癌症之间的关联,典型的美式饮食中通常包含有20%-40%的脂肪,而高脂肪饮食的小鼠体重指数可以增加30%-50%,同时相比正常饮食的小鼠而言,这类小鼠更易于发生肠道肿瘤。
高脂肪饮食的小鼠通常在肠道干细胞上会表现出明显的改变,相比正常饮食的小鼠而言,其不仅拥有较多的肠道干细胞,而且这些干细胞可以自行运转。
这项研究非常重要,因为我们都知道,位于肠道中的干细胞通常会获取产生肿瘤的突变,而我们的机体不仅拥有大量传统的干细胞,而且还拥有一些非干细胞的细胞群体,其也有可能产生突变最终引发肿瘤产生。
6.Nature:有性别的器官doi:10.1038/nature16953最新的研究表明,我们的身体除了性器官,其他的器官也存在着性别的差异。
我们的器官可能是“男性”或“女性”的,这可能意味着女性和男性在疾病治疗的过程中需要区别对待。
这个研究还可以解释为什么有些癌症多见于女性,而其他则多见于男性。
这项研究发表在《Nature》上,由英国伦敦国王学院临床医学中心(CSC)的科学家在果蝇中进行研究。
CSC团队检查了果蝇肠道干细胞。
他们使用的遗传学工具,使他们能够打开或者关闭这些细胞中的某些基因。
这允许他们改造这些干细胞变得更“雌性化”或者更“雄性化”。
然后他们试图扩增这些细胞。
他们发现,“雌性化”的细胞能更好地增殖。
这种增强的能力似乎允许雌蝇繁殖期间肠道的增长。
先前的研究已经表明,交配后,雌蝇肠道尺寸重新调整,和改变代谢来维持再生产。
在目前的研究中,研究小组发现,“雌性化”的肠道干细胞的影响是可逆的。
取出雌果蝇肠道干细胞并将其“雄性化”改造,发现三周后,这些细胞出现“雄性化”倾向,细胞会变小。
7.Nature:利用CRISPR/Cas9构建出结直肠癌类器官doi:10.1038/nature14415科学家们经常利用含有蛋白WNT、R-spondin和表皮生长因子EGF的培养基长期培养小鼠和人类的肠道干细胞,从而肠道干细胞形成遗传学和表型稳定的上皮类器官。
在一项新的研究中,美国和荷兰的研究人员将CRISPR/Cas9基因编辑技术用于体外培养的人类肠道干细胞,先后导入了四个常见的结直肠癌基因突变(APC、P53、KRAS 和SMAD4),从而建立了结直肠癌类器官。
这表明结直肠癌很有可能是通过多次获得基因突变而产生的。
携带这四种突变的肠道干细胞在WNT、R-spondin和表皮生长因子EGF不存在的情形下仍然能够生长。
相关研究结果发表在Nature期刊上,论文标题为“Sequential cancer mutations in culture d human intestinal stem cells”。
8.Cell Rep:肠癌干细胞被调节引发肠癌的分子机理doi:10.1016/j.celrep.2015.01.007近日,发表在国际杂志Cell Reports上的一篇研究论文中,来自美国桑福德-伯纳姆医学研究所(Sanford-Burnham Medical Research Institute)的研究人员通过研究发现了一种新型的精细干细胞信号通路,如果该通路被打断则会引发肠道肿瘤,相关研究或可帮助理解干细胞如何引发肿瘤,并且可以帮助研究人员寻找靶向作用干细胞的分子来抑制肠癌的发生、发展和复发。