
7月29日,《自然》杂志刊发华中科技大学同济医学院郭峥教授团队最新原创研究成果。该论文系统阐明肠道干细胞依靠固有分子系统记录分裂次数、精准切换细胞分化命运的核心机制,颠覆了学界长期沿用的“随机分化”理论,为解析肠道组织稳态维持机制、攻克肠道代谢与肿瘤疾病提供了全新科学范式。
哺乳动物肠道上皮是人体更新速度最快的组织之一,每三至五天即可完成一次完整的细胞更替。肠道干细胞通过持续自我更新与定向分化,产生吸收营养的肠上皮细胞与调控代谢的内分泌细胞,两类细胞的稳定比例是维持肠道消化吸收、激素分泌与免疫稳态的关键。长期以来,科学界普遍认为肠道干细胞分化过程具有随机性,无法解释机体始终能够保持细胞结构与功能比例恒定的现象。
研究首次证实,肠道干细胞存在程序化的分裂计数规律,遵循固定的“8次增殖、1次转分化”节律:干细胞连续八次分裂定向生成普通肠上皮细胞,完成八轮自我更新后,在第九次分裂时精准切换分化谱系,特异性生成肠道内分泌细胞。
研究团队进一步锁定核心调控分子通路,发现TrxG与PcG拮抗蛋白复合物可通过动态组蛋白修饰,稳定记录干细胞分裂次数,形成细胞内部的“分子计数器”。当分裂次数达到临界阈值时,细胞染色质状态发生不可逆重塑,启动分化命运切换,从分子层面完整揭示了干细胞自我更新与命运转换的调控原理。
该研究修正了干细胞分化随机化的传统认知,明确了组织稳态的程序化调控逻辑。肠道干细胞功能紊乱是慢性肠炎、代谢紊乱、肠道肿瘤等疾病的重要诱因。挖掘出的全新调控靶点为肠道损伤修复、肿瘤异常增殖干预及再生医学研究提供了新思路。
(记者 彪轶辰)