惊!研究人员揭示炎症对肠道干细胞的持久危害

贝勒医学院、密歇根大学以及合作机构的研究人员发现,肠道中的炎症会在肠道干细胞(ISCs)上留下长期痕迹,即使炎症消退后,也会降低其修复肠道的能力。这一点很重要,因为它会影响 ISCs 对未来挑战的反应。这项研究发表在《细胞干细胞》中。

“我们研究移植物抗宿主病(GVHD),它是骨髓移植后死亡的主要原因,也是治疗许多血液病的一种潜在疗法。我们的目标之一是更好地了解 GVHD 并确定控制它的策略,”通讯作者、贝勒大学丹·L·邓肯综合癌症中心教授兼主任、之前在密歇根大学工作的帕万·雷迪博士说。

“GVHD 是一种炎症反应,其中来自骨髓移植供体的免疫 T 细胞会攻击宿主的肠道细胞,主要是 ISCs,”雷迪实验室的第一作者赵东昌博士说。

尽管在移植物抗宿主病(GVHD)期间有许多肠道干细胞消亡,但仍有存活者。

然而,不清楚它们是否功能完备,或者在 GVHD 解决之后能否恢复全部功能,这对于宿主的恢复力和修复有着根本的影响。

“在当前这项研究中,我们在清晰界定的临床相关 GVHD 模型里研究了炎症对肠道干细胞的影响,”雷迪说道。

“利用细胞和动物模型,我们发现暴露于炎症会促使肠干细胞改变自身的代谢方式,导致细胞过程产物琥珀酸盐的积累,而这反过来又对表观基因组进行了重新编程,”赵说。

表观基因组是存在于 DNA 上的一种化学标记系统,能够调节细胞表达的基因。由炎症导致的表观基因组重编程改变了参与细胞繁殖的基因的表达情况。总体而言,重新编程后的肠干细胞再生能力较弱,这是肠道实现愈合的第一步。

“然后,我们研究了炎症消退后肠干细胞是否能够恢复其再生能力,”雷迪说。

“我们发现肠干细胞尚未克服其最初的炎症暴露。尽管移植物抗宿主病炎症在 28 天内得到了减轻,但在动物模型中,肠干细胞仍保持着降低的再生能力,导致恢复不佳,并且增加了诸如非致死性辐射暴露等挑战所带来的死亡率。正在进行更多的研究,以设计策略来帮助肠干细胞‘忘却’与炎症的遭遇,并增强其抵御免疫攻击的能力。”

这项工作的其他贡献者包括维斯瓦兰·拉维库马尔、泰勒·J·利奇、丹尼尔·克劳沙尔、艾玛·劳德、卢莉、孙亚平、凯瑟琳·奥拉维茨-威尔逊、埃文·凯勒、陈凤菊、洛尔·马内克斯、罗伯特·R·詹克、罗伯特·布里顿、凯瑟琳·Y·金、安娜·E·桑蒂巴涅斯、查德·J·克赖顿和阿尔温德·拉奥。这些作者分别来自贝勒医学院、密歇根大学以及位于休斯顿的德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心。