Nature：簇细胞在人体肠道中充当后备干细胞

在一项新的研究中，来自胡布勒支研究所的研究人员利用实验室培育的微型人类肠道---肠道类器官，发现当免疫学线索触发肠道簇细胞（tuft cell）时，它们就会分裂制造新细胞。此外，与祖/干细胞不同的是，肠道簇细胞可以在严重损伤（如辐照损伤）后存活下来，并促进肠道上皮细胞的再生。这一发现可能对肠道组织受损后的再生具有重要意义。相关研究结果于2024年10月2日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Tuft cells act as regenerative stem cells in the human intestine”。

人体肠道负责吸收营养和分泌激素。此外，它还保护肠道免受病原体的侵害。这些重要功能由肠道上皮组织中的特化细胞执行。肠道上皮由不同类型的特化上皮细胞组成，包括簇细胞。

簇细胞遍布整个肠道以及许多其他器官。对这些细胞的功能和本体的了解大多来自对小鼠的研究。现有研究表明，有一类特殊的簇细胞能保护肠道免受病原体感染。当簇细胞感知到病原体的存在时，它们会向免疫细胞和肠道上皮细胞发出信号，启动强烈的防御反应。然而，由于缺乏人体研究模型，簇细胞在人体肠道中的功能一直不为人知。

这足以让作者利用他们开发的独特类器官技术深入探究这一问题。他们在一个培养皿中培育出微型肠道，模拟真实人类肠道的功能。这类称为类器官的结构包含所有不同类型的肠道细胞。

论文共同第一作者Lulu Huang解释说，“我们利用这些类器官来仔细监测簇细胞的发育和功能。此外，这一模型还使我们能够研究辐射对这些类器官功能的影响。”

簇细胞充当后备干细胞

作者最重要的发现之一是，当免疫线索触发簇细胞时，它们可以增殖。论文共同第一作者Jochem Bernink说，“在接收到这类免疫信号后，簇细胞会分裂产生新的簇细胞，而新的簇细胞又能转分化并产生所有其他类型的上皮细胞。通过这一过程，簇细胞可以恢复受伤的肠道。”

Wnt和IL-4驱动簇细胞分化和增殖

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07952-6

簇细胞尤其令人印象深刻的是，它们能在辐照造成的损伤中存活下来。干/祖细胞在受到这种损伤后会失去增殖能力，而簇细胞却能存活下来，并生成所有不同类型的肠道上皮细胞。

Huang指出，“我们还培育了没有簇细胞的类器官，这些类器官无法从辐射损伤中恢复。”因此，簇细胞在受损后修复肠组织方面发挥着至关重要的作用。

Bernink解释说，“簇细胞基本上在人体肠道中形成了一个后备干细胞池，当发生损伤时，这个后备干细胞池就会发挥作用。这些发现可能会对再生医学产生影响，其中再生医学是一个专注于组织修复和恢复的研究领域。”

Huang总结说，“除了对人类簇细胞的确切再生功能进行更多研究外，研究簇细胞在其他器官（如肝脏、泌尿道和肺部）中的功能也很有意义。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Lulu Huang et al. Tuft cells act as regenerative stem cells in the human intestine. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07952-6.