研究人员揭示肠道细胞在损伤后再生的关键过程

科罗拉多大学安舒茨医学院的研究人员解决了细胞层面的一个谜团，这可能会带来更好的结直肠癌及其他类型癌症的治疗方法。

彼得·邓普西（Peter Dempsey）博士是科罗拉多大学医学院儿科-发育生物学教授，贾斯汀·布鲁姆鲍（Justin Brumbaugh）博士是科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学助理教授。他们最近在《自然细胞生物学》杂志上发表了一篇论文，展示了H3K36甲基化过程在调节微生物群落细胞的可塑性和再生中的重要性。

“微生物群落具有巨大的自我再生能力，在受损后通过去分化模型进行再生。细胞在受损后会去分化成一种再生干细胞，这些干细胞最终恢复微生物群落并重新变成正常细胞。”彼得·邓普西博士说。

找到开关

科学家们一直在寻找将普通微生物群落细胞转变为再生干细胞的“开关”，布鲁姆鲍说。利用动物模型，他、邓普西及其研究团队发现H3K36甲基化——一种发生在H3组蛋白内的生化过程——负责开启和关闭这种可塑状态。他们的研究得到了科罗拉多大学癌症中心的资助。

布鲁姆鲍说：“如果你想想，那些通常在微生物群落中的细胞必须保持其身份才能发挥功能。你必须确保它们不会在不应该的时候翻转，因为那样会失去它们的特化功能——这也是癌症的一个标志。之前已有其他关于组蛋白修饰的研究，因为在这一背景下研究表观遗传学是有意义的。有一种形式的调控可以防止逆转并锁定细胞命运。”

下一步

随着H3K36甲基化被确定为负责正常细胞与再生细胞之间转换的过程，研究人员表示，下一步是寻找方法来靶向这一过程，根据需要将其关闭或开启，以治疗结直肠癌和可能导致癌症的微生物群落疾病。

邓普西说：“H3K36甲基化似乎直接参与了细胞的分化，但如果你去掉它，细胞就会回到这种再生干细胞状态。这种再生状态在受伤和修复时很重要，但也有一些结直肠癌具有完全相同的再生基因特征。慢性结肠炎、炎症性肠病是一种反复受伤的系统，并导致结直肠癌的风险增加。我们认为我们有一个机制可以直接应用于这些类型的癌症，这是我们想要研究的内容。”

未来应用

布鲁姆鲍强调，最近发表的研究只是理解一个在未来可能对疾病治疗有重大作用的过程的第一步。

“作为干细胞生物学家，我们希望理解这一过程的细节，因为如果你理解了，就可以操纵它。你可能希望为了药物测试、疾病建模而操纵它——即使这不是我们直接应用于患者的疗法，如果我们能理解疾病的工作原理，那么这就提供了选择和机会来指导疗法。”他说。

“虽然这只是遥远的未来，但为移植疗法创造某些细胞类型是干细胞领域非常令人兴奋的事情。我们离那还很远，但如果你理解如何操纵这个过程，就可以开始考虑这些事情。”他补充道。

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