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来源：Cell Stem Cell (2025)。DOI: 10.1016/j.stem.2025.06.009
多伦多大学的研究人员发现，细菌可以驱动干细胞再生以修复受伤后的肠道内壁——揭示了肠道微生物组对人类健康贡献的一种意想不到的方式。
先前的研究表明，在正常健康条件下，肠道微生物群不会影响肠道干细胞的功能。
但博士生肖恩·戈亚尔（Shawn Goyal）和他的导师、坦默蒂医学院（Temerty Faculty of Medicine）免疫学、实验室医学和病理生物学教授斯蒂芬·吉拉尔丁（Stephen Girardin）试图研究微生物组是否能在肠道损伤和修复过程中支持干细胞功能。
他们发表在《Cell Stem Cell》上的研究，对结直肠癌和炎症性肠病的发展具有重要意义。
干细胞因其能够自我复制并转化为不同类型的细胞而引人注目。在早期发育过程中，胚胎干细胞分化成形成人体器官和组织所需的所有细胞类型，但干细胞的作用并不仅限于此。
戈亚尔说："由于日常磨损和持续损伤，我们的身体需要不断再生组织。作为成年人，我们的全身都有干细胞，包括肠道中的肠道干细胞，它们负责每隔几天替换一次肠道内壁。"
肠道干细胞层充当屏障，将肠道空间中部分消化的食物与下方组织分隔开来——阻止微生物、毒素和其他潜在有害物质进入，同时有选择地允许营养物质通过。
这些细胞位于肠道内壁的一个在健康条件下无菌的区域。当这些细胞暴露于微生物副产品时，表明潜在有害的微生物和物质已经突破了屏障。
吉拉尔丁说："细菌会进入它们不应该存在的区域，因此我们需要启动防御程序来保护干细胞，因为这些细胞是你维持肠道屏障所需要的。"
在他们的研究中（在小鼠和细胞模型中进行），研究人员发现一种独特的细菌制造的糖——ADP-庚糖——触发了一个信号通路，导致肠道干细胞自我毁灭。
这些干细胞的损失直接影响了肠道发育。当肠道类器官——实验室中培养的微型3D组织模型——暴露于ADP-庚糖时，类器官变小，并缺乏健康组织中看到的复杂结构。
ADP-庚糖还启动了一个再生干细胞程序，促使潘氏细胞——一种肠道细胞——恢复到干细胞状态。这些所谓的复苏干细胞对于补充损失的干细胞和恢复肠道屏障的完整性至关重要。
研究人员假设，这种保护通路会主动清除可能被毒素或微生物损伤的肠道干细胞，并用健康的干细胞替换它们，以恢复肠道内壁。
吉拉尔丁指出，细菌可以引起DNA损伤，当这种损伤累积时，可能导致癌症、炎症性肠病和其他疾病，这是他未来工作想要跟进的领域。
他问道："我们是否发现了一种机制，即暴露于微生物的干细胞被替换，因为这些细胞可能有很高的突变风险？这样做是否能预防结直肠癌？"
他的实验室还在探索抗病毒防御是否在维持肠道内壁方面发挥类似作用。
吉拉尔丁将这一发现以及他的团队研究肠道微生物作用的其他研究归功于坦默蒂医学比较医学部门的无菌设施。
他说："无菌设施总是昂贵且难以维护，但归根结底，没有它们我们就无法进行这些研究。"
更多信息： 肖恩·戈亚尔等人，《细菌ADP-庚糖在肠道上皮损伤后触发干细胞再生》，Cell Stem Cell (2025)。DOI: 10.1016/j.stem.2025.06.009
期刊信息： Cell Stem Cell
由多伦多大学提供
引用：细菌制造的糖如何触发肠道干细胞再生（2025年9月22日）
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