3月16日，中國農(nóng)業(yè)大學營養(yǎng)與健康系呂聰課題組與生物學院于政權(quán)課題組共同在Cell research期刊在線發(fā)表了題為“Lepr+ mesenchymal cells sense diet to modulate intestinal stem/progenitor cells via Leptin–Igf1 axis”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了一種特殊的能夠響應(yīng)飲食狀態(tài)變化的新型腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境。

中國農(nóng)業(yè)大學生物學院博士研究生鄧敏和加州大學爾灣分校的博士后Christian F. Guerrero-Juarez為本研究共同第一作者。呂聰副教授和于政權(quán)教授為共同通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃(2021YFF1000603)、國家自然科學基金(82025006,82000498, 82103115)、國家重點實驗室開放基金(2022SKLAB6-03)、國家博士后創(chuàng)新人才計劃(BX20200369)和“111計劃”項目 (B12008)的資助。

呂聰介紹說，目前飲食已成為影響人體健康和腸道疾病的重要生活方式因素，比如高脂飲食會大大提高癥性腸病和結(jié)直腸癌等腸道疾病的患病風險。在腸道穩(wěn)態(tài)和損傷修復過程中，腸道干細胞發(fā)揮著關(guān)鍵作用，而腸道干細胞命運及功能受到微環(huán)境等多種因素的調(diào)控。目前，關(guān)于腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境的具體組成仍不清晰，其能否響應(yīng)飲食狀態(tài)的變化來調(diào)控干細胞的功能也尚不清楚。因此，深度解析腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境組分及其調(diào)控腸道干細胞參與腸道損傷修復的分子機制將有助于預(yù)防飲食引起的腸道疾病，同時為制定有效的食源性干預(yù)策略提供重要的科學依據(jù)。

“該研究首先利用單細胞測序鑒定一群新型的Lepr+間充質(zhì)細胞，其特異分布在腸道干細胞周圍，是腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境信號的重要來源。”中國農(nóng)大生物學院鄧敏博士解釋說，“有趣的是，Lepr+間充質(zhì)細胞能夠響應(yīng)飲食狀態(tài)的變化，其豐度在高脂情況下顯著增加，相反，在禁食時顯著減少。Lepr+間充質(zhì)細胞通過響應(yīng)Leptin-STAT3信號通路上調(diào)胰島素生長因子Igf1的表達，進一步通過間充質(zhì)Igf1-上皮Igf1r信號軸促進干細胞的增殖，加快腸上皮的損傷修復過程。”

于政權(quán)教授指出，解析腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境是該領(lǐng)域的研究熱點，其不僅是闡明腸道干細胞和腸道穩(wěn)態(tài)調(diào)控規(guī)律的關(guān)鍵所在，同時也有助于揭示炎癥性腸病等腸道疾病的致病機理。研究表明，這群瘦素受體陽性（Lepr+）間充質(zhì)細胞在營養(yǎng)充裕時通過響應(yīng)飲食狀態(tài)增加腸上皮吸收面積，促進了機體的能量儲存，揭示了Lepr+間充質(zhì)細胞是連接系統(tǒng)性飲食與局部腸道上皮功能的重要介質(zhì)。這項研究不僅使我們更深入的認識到腸道干細胞間充質(zhì)微環(huán)境組分的異質(zhì)性和復雜性，更重要的是揭示了機體能量儲存的新機制，這些發(fā)現(xiàn)將為制定腸道相關(guān)疾病的營養(yǎng)干預(yù)策略提供重要的科學理論指導。

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