肠道内壁的干细胞可能会揭示癌细胞的行为

肠道的衬里 - 上皮 - 不仅仅是吸收午餐的营养素。它的增长，缩小，并根据您刚刚吃的任何东西调整其细胞的构成。并理解该过程可能只会让科学家们对癌细胞的行为进行新的见解。

“我们对饮食如何影响人体的生长和更新过程很感兴趣肠上皮细胞伊利诺斯大学动物科学系助理教授Megan Dailey解释道。“例如，你能喂养干细胞制造不同大小和细胞组成的组织?你能告诉一个正在增殖的组织什么时候停止生长吗?”

肠道对食物的反应能力依赖于茎干细胞嵌在上皮细胞的小隐窝中。某些线索导致干细胞生长更多的上皮细胞，以便能够处理更多的食物。

“如果我去度假并开始吃更多的食物，我的组织将增长。但在某些时候，我会回来和我的肠上皮细胞将停止增长并萎缩，”戴利说。“干细胞是如何知道如何生长或何时停止生长的?”信号是什么?”

干细胞总是替换在肠道正常磨损和撕裂过程中丢失的细胞。戴利说，大多数成年人的干细胞在大多数时候专注于更新过程，而不是生长。

Dailey和一组研究人员在生长和更新过程中寻找肠上皮细胞的信号和细胞反应，并将他们的研究结果发表在了《科学》杂志上细胞生理学杂志。

研究小组从小鼠肠道上皮隐窝中分离出干细胞，并将它们暴露在不同水平的葡萄糖中，这代表了通常在饭前或饭后看到的水平。戴利澄清说，这项研究不是为了模拟高糖或低糖饮食而设计的。她说，葡萄糖在我们的血液循环中一直处于低水平。在任何一餐之后，营养都有一个主要的激增。

研究人员怀疑，葡萄糖的可用性可能触发从更新模式到生长模式的转变。为了证实这一点，他们观察了与更新相关的两种标准代谢途径的速率(氧化磷酸化)和生长(糖酵解)。这两种途径都将糖或糖产物转化为能量分子ATP，但氧化磷酸化产生更多的分子。

研究表明，暴露在较高葡萄糖水平下的干细胞有较高的糖酵解率，但氧化磷酸化率没有变化。换句话说，当暴露在更多的葡萄糖中时，干细胞就进入了生长模式。

“在过去，从氧化磷酸化到糖酵解的转变被认为是癌症的征兆。现在我们知道这只是一个细胞增殖的迹象。我们的团队是第一个在肠道中发现它的上皮干细胞“Dailey说。

接下来，研究人员研究了糖酵解转换背后的驱动力，重点关注了与葡萄糖转运到细胞内相关的蛋白激酶网络。他们假设同样的网络在低糖和高糖条件下都在运行，当暴露在高糖水平时，他们更活跃。

“事实证明并非如此，”戴利说。“在低糖和高糖条件下使用了一种完全不同的途径。干细胞能够说，‘我有快感葡萄糖我将使用不同的蛋白激酶网络将其进入细胞。’”

使用与更新和细胞增殖相关的两种不同的蛋白激酶网络对癌症研究具有意义。“如果你想通过阻断蛋白激酶网络来阻止细胞增殖，你需要知道以什么网络为目标。我们已经证明，与增长相关的网络不同于更新。

Dailey说，除了它的癌症应用，这项研究还提供了一些关于干细胞如何工作的基本答案，并为进一步的研究铺平了道路。“我们将肠道上皮干细胞作为一个模型系统来研究，‘你如何制造不同大小和不同细胞组成的组织?你能从肾脏或骨髓中提取干细胞并得到不同类型的组织吗?有很多东西要学，但我们必须从头开始，”她说。

“葡萄糖通过调节细胞能量代谢刺激肠上皮隐窝增殖”这篇文章发表在细胞生理学杂志。

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