近日，來自加拿大“兒童醫(yī)院”（SickKids）和法國“居里研究所”（Institut Curie）的科學(xué)家們在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究，揭示了腸道干細(xì)胞在維持健康和功能時(shí)，如何依賴機(jī)械信號(hào)通道——PIEZO1和PIEZO2。該研究表明，缺乏這兩個(gè)通道會(huì)導(dǎo)致腸道干細(xì)胞功能喪失，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的健康問題，包括炎癥性腸?。↖BD）和結(jié)直腸癌。

腸道干細(xì)胞（ISC）在身體內(nèi)擔(dān)負(fù)著重要的修復(fù)和再生功能，它們在組織損傷時(shí)會(huì)迅速分化并修復(fù)受損區(qū)域。為了確保這些干細(xì)胞能夠正常工作，除了化學(xué)信號(hào)的作用外，物理信號(hào)（如環(huán)境的硬度或拉伸程度）也起著關(guān)鍵作用。PIEZO1和PIEZO2這兩種機(jī)械感應(yīng)離子通道，正是讓干細(xì)胞能夠感知這些物理信號(hào)的關(guān)鍵因子。

研究團(tuán)隊(duì)通過在小鼠模型中敲除PIEZO1和PIEZO2基因，發(fā)現(xiàn)缺乏這兩種通道的腸道干細(xì)胞無法維持正常功能，導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病并迅速死亡。研究人員指出，在沒有這兩個(gè)PIEZO通道的情況下，腸道干細(xì)胞未能適應(yīng)微環(huán)境中的機(jī)械信號(hào)，導(dǎo)致細(xì)胞分化異常，失去了維持自我更新和修復(fù)的能力。

“PIEZO通道的缺失會(huì)導(dǎo)致腸道干細(xì)胞無法保持其干細(xì)胞特性，而是過早地分化為其他類型的細(xì)胞，這會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的健康問題。”研究的第一作者、SickKids醫(yī)院的Meryem Baghdadi博士表示。

該研究還通過體外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了PIEZO通道在腸道干細(xì)胞中的作用。研究者們發(fā)現(xiàn)，腸道干細(xì)胞所在的基底膜區(qū)域更加堅(jiān)硬，PIEZO通道能夠感知這一剛性變化，從而調(diào)控干細(xì)胞的功能。如果缺少PIEZO通道，干細(xì)胞就無法識(shí)別這些環(huán)境變化，進(jìn)而影響其正常的生理活動(dòng)。

“我們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞不僅僅是生物學(xué)上的存在，它們的行為也受到環(huán)境中的化學(xué)和物理信號(hào)的驅(qū)動(dòng)。”SickKids醫(yī)院的Tae-Hee Kim博士說，“了解身體如何響應(yīng)這些信號(hào)，將為腸道健康乃至全身健康開辟新的研究方向?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于腸道疾病的治療具有重要意義，尤其是對(duì)于那些干細(xì)胞活性異常的疾病，如炎癥性腸?。↖BD）。通過進(jìn)一步研究PIEZO通道，科學(xué)家們希望能夠開發(fā)出新的治療策略，促進(jìn)腸道組織的再生與修復(fù)，從而為患者提供更有效的治療方法。

背景：PIEZO通道與腫瘤硬化的關(guān)系

該研究的靈感來源于2018年SickKids的Xi Huang博士的研究，后者發(fā)現(xiàn)PIEZO通道在腦癌腫瘤的硬化過程中起到了重要作用?；谶@一發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的研究團(tuán)隊(duì)決定探索PIEZO通道在腸道干細(xì)胞中的作用，并取得了這一關(guān)鍵突破。

科學(xué)家們認(rèn)為，隨著我們對(duì)干細(xì)胞和其微環(huán)境的理解不斷加深，未來有望通過調(diào)控PIEZO通道的功能，改善干細(xì)胞的行為，幫助修復(fù)損傷組織，甚至在腸道健康的預(yù)防和治療中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj7615

編輯：王洪

排版：李麗