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肠道类器官培养的信号通路调控机制2025-12-25 10:05:04

乙二胺四乙酸作为二价阳离子螯合剂,通过高效结合金属离子显著提升上皮组织的解离效率,在类器官构建中应用广泛。但螯合剂的细胞毒性与其理化参数密切相关,具体毒性效应与试剂类型、处理浓度、作用时长及环境温度等参数呈正相关。肠道类器官的体外发育过程本质上是肠道干细胞自我更新和定向分化,其培养体系需精确重建维持干细胞动态平衡的微环境信号网络。Wnt信号通路在培养系统中发挥核心调控功能,其生物学效应是通过与骨形态发生蛋白信号通路、Notch信号通路等发生协同或拮抗作用。当肠道组织受到外界刺激,如受到局部损伤或生长因子的刺激时,细胞外的Wnt配体与细胞膜上的卷曲蛋白受体紧密结合,Wnt信号通路被激活,使得β-连环蛋白在细胞质内积聚并向细胞核内迁移,进而激活一系列与细胞增殖相关的靶基因转录,为细胞增殖奠定基础。

与此同时,丝裂原活化蛋白激酶信号通路也被迅速唤醒,细胞外的生长因子如表皮生长因子与细胞膜上的受体酪氨酸激酶结合,激活大鼠肉瘤蛋白,依次激活快速加速纤维肉瘤激酶、丝裂原活化蛋白激酶激酶和细胞外信号调节激酶等,形成级联反应,最终将信号传递至细胞核内,磷酸化多种转录因子,进一步促进细胞增殖相关基因的表达。这种协同作用使得肠道细胞能够快速响应外界刺激,启动增殖程序,确保肠道组织的及时修复与更新。
 
当细胞内的β-catenin积累到一定程度,激活下游增殖基因的同时,也会启动负反馈调节。一方面,β-catenin能够上调一些抑制性蛋白的表达,这些抑制性蛋白与降解复合体协同作用,从而加速β-catenin的蛋白酶体依赖性降解,降低细胞内β-catenin的水平,有效防止Wnt信号通路的异常激活。
 
出自《肠道类器官体外培养及其应用进展》作者耿宁雨,杨奇奇,盛盈盈。