肠道干细胞是机体与微生物相互作用的主要场所2025-02-24 08:41:51
肠道内腔由单层上皮组成,其功能是吸收代谢产物,并可以作为抵御病原体入侵的关键屏障。肠上皮是哺乳动物中更新能力最强的组织,由隐窝和绒毛组成。增殖细胞位于肠隐窝内,隐窝内包括干细胞及其祖细胞,也称为转运扩增细胞。转运扩增细胞在隐窝内停留约2d,在此期间分裂4~5次,最终分化为特化的肠上皮细胞类型。谱系追踪研究表明这种干细胞由LGR5标记,由Wnt/β-catenin、BMP/Smad、Notch等相关信号通路调控。胃肠道内存在多种的微生物群落,包括细菌、真菌和病毒,这些微生物群落构成了肠道微生物群。肠道干细胞是机体与微生物相互作用的主要场所,其再生是由一些快速循环的干细胞完成的,其自我更新和增殖受生长因子和肠道微生物的调控。此外,肠道蠕虫与肠上皮直接存在紧密的物理连接,蠕虫的分泌抗原也可以引起肠道的重塑,甚至可以诱导胚胎样的再生干细胞。
肠道内的膳食纤维在肠道微生物作用下生成发酵产物SCFAs,根据所含碳原子的数量,可以将其划分为:甲酸(C1)、乙酸(C2)、丙酸(C3)、异丁酸(C4)、丁酸(C4)、异戊酸(C5)和戊酸(C5)。乙酸是醋的主要成分,在人体肠道内可以由普雷沃氏菌属、链球菌属、拟杆菌属、双歧杆菌属、梭菌属等菌株产生,它能结合辅酶A参与细胞内脂肪和碳水化合物的代谢途径。与其他 SCFAs 相比,乙酸在血液和结肠中的浓度较高。
最近的研究发现,小鼠感染蛔虫后,通过其寄生虫源性分子如醋酸盐可直接作用于上皮细胞,导致幼虫入侵,并引起ISCs的局部耗损。丁酸是共生菌产生的一种主要代谢产物,在一定的生理浓度条件下,依赖转录因子Foxo3,抑制ISCs和祖细胞的增殖;稳态状态下,分化的结肠细胞能代谢丁酸,降低肠道中丁酸的浓度,以保护肠隐窝处的干细胞。丙酸对免疫和代谢具有调节作用,对健康有益。多形拟杆菌和阿克曼菌等关键肠道细菌能产生丙酸,相关研究报道显示拟杆菌中的关键酶—甲基丙二酰-辅酶A变位酶可以参与丙酸的合成,并促进肠道杯状细胞分化和黏液完整性,从而有助于抵抗结肠炎,维持肠道稳态。
出自《肠道共生生物对肠道干细胞的调节机制研究进展》作者:丁莹莹,张嘉芸,唐龙轩.
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