加拿大多伦多（ANI）：加拿大多伦多病童医院（SickKids）和法国居里研究所的一项新研究表明，干细胞如何感知和适应其周围环境，这对炎症性肠病（IBD）和结直肠癌（肠道癌）具有重要影响。
干细胞不断适应其环境以维持器官和组织的健康，这一过程受到化学信号和物理力量的影响。当干细胞无法正常工作时，可能会导致多种健康问题，包括炎症性肠病和结直肠癌，在这些情况下，干细胞会继续分裂直至形成肿瘤。
到目前为止，干细胞如何感知周围物理力量的机制尚不清楚，但由前SickKids博士后研究员Meryem Baghdadi、SickKids的Tae-Hee Kim博士和居里研究所的Danijela Vignjevic博士领导的新研究揭示了干细胞依赖于两种离子通道——PIEZO1和PIEZO2来生存。
“干细胞周围的环境物理特性对我们的健康至关重要，”Kim博士解释说，他是发育和干细胞生物学项目的高级科学家。“有了这一知识，我们可以探索促进胃肠再生的方法，不仅预防，还能修复受损的干细胞。”
2018年，SickKids发育和干细胞生物学项目的高级科学家Xi Huang博士发现，PIEZO离子通道会影响脑癌中的肿瘤硬化。受这项研究的启发，Kim的研究团队开始探讨肠道干细胞如何利用PIEZO通道保持健康和正常功能。
在一项临床前模型中，研究团队敲除了（关闭了）肠道中的PIEZO1和PIEZO2。结果非常显著：在缺乏这两种PIEZO通道的情况下，干细胞无法维持其必要的功能，导致严重疾病和快速死亡。尽管这些PIEZO通道以前被认为具有不同的功能，但这项研究揭示了它们在干细胞维持中的意外冗余性。
Kim和Vignjevic实验室确定，PIEZO离子通道帮助干细胞感知周围环境的物理变化，例如环境的硬度或弹性。没有这些通道，两个关键信号通路之间会出现失衡，导致干细胞错过环境中的重要变化并错误分化。
“当PIEZO通道缺失时，干细胞无法保持干细胞状态。相反，它们会过快地转变为其他细胞类型，从而导致严重的健康问题，”Baghdadi说。
这一发现对人类健康具有重要意义，特别是对于干细胞活动异常的条件，如IBD，这是加拿大增长最快的疾病之一，以及结直肠癌，这是该国第三大常见癌症。
“我们越来越多地发现，细胞不仅仅是生物学上的存在，还有化学和机械信号在驱动细胞活动，”Kim说。“我们的身体如何以及为何响应这些信号，将为不仅仅是肠道健康，而是人类健康的各个方面打开新的研究大门。”
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