描述胃粘膜更新过程中的干细胞特征

英国剑桥大学(UK)、韩国DGIST和奥地利科学院分子生物技术研究所(IMBA)的研究人员使用无偏见标记技术、数学建模和单细胞图谱来追踪干细胞及其后代的足迹。(奥地利)已经证实在胃腺中存在着两种具有不同作用和特征的成体干细胞。

胃肠道(GI)是一个器官系统，吸收食物，提取营养和排除废物。胃肠道内壁受到我们摄入的磨蚀性食物的大量侵蚀，必须不断自我更新以维持健康的功能。这种更新的主导作用是由成人干细胞- - - - - -未分化的细胞除以补充受损细胞，再生组织并预防过早老化的分歧。胃或胃癌上皮的衬里 - 是GI般的最厚的部分，并且在它内是颈腺窄，兔孔，如结构分为不同的区域：底部底部;颈部，峡部和坑向上向上移动到胃部。每个区域含有不同的细胞类型，其中一种类别是峡部干细胞（ISTHSCs），据信为正在进行的上皮的持续更新提供新鲜细胞。到目前为止，已经研究了这些细胞，依赖于所选择的推定标记基因的表达，以最佳代表NESTHSCs。这些标记的技术挑战和歧义在黑暗中留下了这些细胞故事的细节的科学家。

在最新一期的细胞干细胞由IMBA的Bon-Kyoung Koo博士和剑桥大学的Ben Simons教授领导的一个联合团队已经应用了一种独特的方法——多色小鼠纸屑报告系统——来直接绘制小鼠胃内细胞的运动和起源。干细胞和子细胞用四种颜色标记，当它们分裂和迁移时，它们在显微镜下产生像纸屑一样的图像。利用这项技术，科学家们在胃腺的上部和下部发现了两种不同的干细胞群。在腺体的底部是静止的干细胞，它们并不活跃地分裂，但就像戏剧中的替补，它们随时准备登台表演。腺体的中上部分(坑-峡-颈区)容纳了一群活跃的循环细胞，它们在组织更新中扮演着主要角色。这些结果最终解决了科学家之间关于胃腺体干细胞本质的争论。资深作者

Bon-Kyoung Koo解释说：“当我们发现胃部中的特洛伊+储备干细胞群腺2014年，它引发了一场巨大的争论，因为人们一直相信地峡地区存在胃干细胞。出版于细胞干细胞在美国，我们证实了这个腺体实际上拥有两种类型的干细胞——一种在基底部，另一种在地峡。我们很高兴能解开这个长期以来的谜题，并成为第一个结束这场辩论的人。”

科学家们还希望更多地了解这两种群体的分子谱，并进行了SCRNA-SEQ分析，以捕获每种细胞类型中的基因表达的快照。基础上的细胞 - 所描述的是，当呼吁时，其主要表达了其制备的作用所需的基因。上部区域中的细胞表达了更多种类的基因，与他们在活性细胞分裂的同时主动地朝向分化的想法表示。

除了转录特征外，研究团队还想了解更多关于IsthSC克隆的行为，因此对这些细胞进行了标记，以监测它们在腺体周围的垂直和横向运动。他们注意到，垂直方向的移动比向两侧移动要快得多。虽然这一数据符合传统的中性漂移模型(种群保持内稳态，因为一些SCs在分化过程中丢失，其他的分化以新的未分化的SCs取代)，但它预测的细胞周期比预期的要慢得多。为了改进这一点，该团队试图解释横向扩张的延迟，怀疑是物理屏障造成了备份，迫使南海垂直堆积。再一次，仔细的标记分裂细胞显示它们垂直堆放在壁细胞上，就像一堆积木在一扇紧闭的门后等待着。壁细胞被证实是屏障，当它们的临时化学清除允许更快的横向运动。考虑到这一点，他们将数据重新建模为“有标点的中性漂移”细胞像方块一样堆叠，等待着，直到壁细胞随机消失，然后它们在一阵运动中向一侧扩张。当以这种方式建模时，数据与更合适的细胞周期时间相吻合，并与在人类结肠中观察到的情况相一致，这表明这可能是更多腺体的共同机制。

这项工作显示了具有不同专业知识的科学家的协同作用。古永锵强调，这项工作之所以成为可能，是因为从事先进老鼠遗传学、数学建模和生物信息学研究的不同实验室之间的紧密合作。

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