PNAS：对蟒蛇的研究有望揭示人类肠道再生的奥秘

所有动物都有修复和替换肠道损伤内壁的能力，这一过程称之为肠道再生（intestinal regeneration），在包括人类在内的哺乳动物中，这种持续但相对较小的细胞更新或许有助于机体肠道满足日常的饮食需求，其是由起源于肠隐窝（intestinal crypts）的干细胞所完成的，肠隐窝是机体肠壁上的微小凹陷。

近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms”的研究报告中，来自德克萨斯大学西南医学中心等机构的科学家们通过研究揭示了人类肠道再生的新见解。

研究者表示，与人类形成鲜明对比的是，诸如蟒蛇等不经常进食的蛇类就没有肠隐窝，但其却经历了动物王国中肠道再生的一些最极端的例子，当这些蛇类长时间禁食时，其肠道就会发生萎缩并几乎完全丧失功能。然而，当其进食时，其肠道就会进行大规模的再生生长，其机体重要会在48小时内增加一倍一样，并会重建消化和吸收食物所需的大部分肠道细胞和结构，这种转变往往还伴随着蛇的生理和新陈代谢的巨大改变。

为了理解这些蛇是如何在没有肠隐窝的情况下再生肠道的，研究人员对蟒蛇（pythons）机体的RNA基因进行了测序，通过更多地理解爬行动物这一过程，研究人员希望能更好地为其他科学家们提供信息从而改善对人类胃肠道疾病的诊断和治疗，包括糖尿病、克罗恩病、乳糜泻和癌症等。研究者Todd Castoe说道，我们利用单细胞RNA测序技术研究了蟒蛇机体的肠道再生过程，结果发现，其能利用在人类机体中也保守的途径，但却会以一种独特的方式来激活它们。

蟒蛇的肠道再生大致概括了已知的模型

图片来源：Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2405463121.

有意思的是，研究者发现，调节蟒蛇肠道再生的信号通路与人类在接受Roux-en-Y胃旁路手术促进减肥和2型糖尿病治疗后所观察到的信号通路有着关键的相似之处；这些研究发现或能为肠道再生和机体如何调整其代谢从而响应诸如营养可用性和对压力等变化之间的基本关联提供新的见解，该研究还能帮助揭示蟒蛇再生所涉及的途径如何在包括人类在内的脊椎动物中发挥类似的作用，因此其或有望代表治疗肠道或代谢疾病的潜在目标。

研究者Castoe说道，我们的研究还揭示了名为BEST4⁺细胞的特殊肠道细胞类型在协调肠道再生过程中的重要性，这些细胞存在于蟒蛇和人类中，但在诸如小鼠等哺乳动物中却不存在，但其能通过促进脂质的运输和代谢，在肠道再生的早期阶段发挥着中心调节的作用。这些研究发现强调了BEST4⁺细胞在人类肠道功能中可能发挥的在很大程度上会被忽视的重要作用，同时相关研究结果还扩大了研究人员对机体肠道生理学过程的理解。

更多地理解其它动物机体的消化系统，或有望帮助研究人员更好地理解机体中这些重要功能的进化设计，这一新的信息也能促进研究人员开发针对很多常见人类消化系统疾病的新型疗法和预防性措施。综上，本文研究结果为脊椎动物机体的合作和保守再生程序及独立于肠隐窝的细胞间相互作用提供了新的研究见解，这些隐窝结构在模式物种中会被掩盖，而在模式物种中，其机体生殖生长的时间阶段往往受限于胚胎发育或机体从损伤中的恢复过程。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Aundrea K. Westfall,Siddharth S. Gopalan,Jarren C. Kay，et al. Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2405463121.