肠道干细胞成比例分化奥秘被破解

本报武汉8月2日电（记者王建宏、张锐 通讯员王潇潇）

日前，华中科技大学同济医学院基础医学院郭峥教授团队首次证明：干细胞能够通过表观遗传机制“记忆”自身的分裂次数，像精密仪器般严格遵循着“8+1”的分裂计数规律。这一成果彻底推翻了传统的随机概率模型，为理解组织稳态维持提供了全新范式，为再生医学和分化相关疾病治疗提供了新靶点。

人体肠道上皮细胞每3至5天便会完成一次全面更新，这一基础生理过程依赖于肠道干细胞的持续分裂与分化。然而，科学界长期存在一个未解之谜：干细胞每次分裂产生子代细胞时，吸收营养的上皮细胞与分泌激素的内分泌细胞，为何总能保持组织稳态？

郭峥团队通过10余年的谱系追踪和遗传筛选发现，干细胞的命运选择并非随机，而是像精密仪器般严格遵循着“8+1”的分裂计数规律。

研究证实，果蝇肠道干细胞在连续产生8个肠道上皮细胞后，会在第9次分裂时精准切换，转为产生肠道内分泌细胞，从而自然确保了内分泌细胞在肠道中始终维持约10%的恒定比例。即使在急性肠道损伤、细胞大量增殖的极端压力下，这个“9次”的计数程序依旧稳健如初。

那么，干细胞是如何精准“记住”自己分裂次数的？团队发现，两组拮抗蛋白通过组蛋白修饰在干细胞内构建了一个“分裂计数器”。随着干细胞的不断分裂，激活型组蛋白修饰逐渐被稀释，而抑制型组蛋白修饰则逐步积累。当组蛋白修饰变化达到特定阈值时，便会触发干细胞分化方向的切换。更为巧妙的是，新产生的内分泌细胞会通过瞬时激活干细胞中的Notch信号，将计数起点“归零”，从而开启新一轮的生命循环。

郭峥表示，这种“分裂计数”机制可能在哺乳动物造血干细胞等成体干细胞中普遍存在。研究中发现的Notch信号和组蛋白修饰酶，未来有望成为调控干细胞分化的潜在药物靶点，为肠道损伤修复、内分泌紊乱及肿瘤治疗开辟新的临床思路。