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Cell Rep:科学家首次揭示人类肠道干细胞的行为机制

来源:生物谷 2014-08-10 12:49

2014年8月10日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自伦敦大学玛丽女王学院的研究人员通过研究首次发现了人类肠道中干细胞的行为机制,相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上,或为肠癌的早期发现以及预防措施提供一定的思路和帮助。

在人类的健康肠道中,干细胞会不断地彼此竞争得以生存,而在某一个时间某一个肠道区域往往只会存在一种特定数量的干细胞生存下来;然而当研究者调查早期肿瘤组织中的干细胞时,他们却发现随着干细胞生存竞争的剧烈增加,干细胞的数量也在相应增加,这就明显揭示了肠癌发生和干细胞活性之间的关系。

文章中,研究者利用一种特殊开发的“工具盒”对人类机体的干细胞进行研究,这种新型工具盒可以随机测定老化干细胞的突变情况,这种突变情况正表明了干细胞所发生的行为;在本项研究开展之前,关于人类肠道干细胞生物学的分子机制依然是个谜,而在这篇研究报道中研究者就解开了这一谜题;研究者利用小鼠进行试验,由于小鼠的肠道特性和人类的肠道特性具有明显的相似性,因此利用小鼠进行研究得到的结果就可以转化到人类机体中。

与此同时,该研究的结果也可以应用于人类机体其他组织,比如皮肤、肺部和乳腺等;揭示干细胞在人类肠道中的行为机制将是干细胞研究领域的一大飞跃,截至目前研究人员更多的是利用小鼠来进行研究或者是将干细胞置于自然环境中进行研究,这就扭曲了干细胞的正常行为表现;而这项研究中研究者利用开发的新型工具来揭示肠道干细胞的行为表现,这就可以明显增加研究人员对于肠癌发生的理解。

最后,研究者Marnix Jansen博士说道,基于本文的研究,通过对来自肠癌患者的组织进行分析研究,我们就可以清楚揭示肠癌的发生机理,当然后期还需要进行更为深入的研究才能够为开发治疗肠癌患者的疾病以及改善其生存质量提供帮助。(生物谷Bioon.com)

 

Quantification of Crypt and Stem Cell Evolution in the Normal and Neoplastic Human Colon

Ann-Marie Baker, Biancastella Cereser, Samuel Melton, Alexander G. Fletcher, Manuel Rodriguez-Justo, Paul J. Tadrous, Adam Humphries, George Elia, Stuart A.C. McDonald, Nicholas A. Wright, Benjamin D. Simons11, Marnix Jansen11, Trevor A. Graham11

 

Human intestinal stem cell and crypt dynamics remain poorly characterized because transgenic lineage-tracing methods are impractical in humans. Here, we have circumvented this problem by quantitatively using somatic mtDNA mutations to trace clonal lineages. By analyzing clonal imprints on the walls of colonic crypts, we show that human intestinal stem cells conform to one-dimensional neutral drift dynamics with a “functional” stem cell number of five to six in both normal patients and individuals with familial adenomatous polyposis (germline APC−/+). Furthermore, we show that, in adenomatous crypts (APC−/−), there is a proportionate increase in both functional stem cell number and the loss/replacement rate. Finally, by analyzing fields of mtDNA mutant crypts, we show that a normal colon crypt divides around once every 30–40 years, and the division rate is increased in adenomas by at least an order of magnitude. These data provide in vivo quantification of human intestinal stem cell and crypt dynamics.

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