Nature子刊：发现了一种“开关”，可以让肠细胞在受伤后再生

Nature Cell Biology：H3K36 methylation regulates cell plasticity and regeneration in the intestinal epithelium

　　

科罗拉多大学癌症中心的研究人员已经解决了一个细胞之谜，这可能会导致更好的治疗结直肠癌和其他类型的癌症。

科罗拉多大学医学院儿科发育生物学教授Peter Dempsey博士和科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学助理教授Justin Brumbaugh博士最近在《自然细胞生物学》杂志上发表了一篇论文，展示了H3K36甲基化过程在调节肠道细胞可塑性和再生中的重要性。

Dempsey解释说：“肠道在受伤后具有巨大的自我再生能力，它通过一种去分化模型来实现这一点。”“这些细胞在受伤后会去分化为一种可再生的干细胞，这些干细胞最终会在肠道中恢复，变成正常细胞。”

找到开关

Brumbaugh说，长期以来，科学家们一直在寻找一种“开关”，将正常的肠道细胞转变为可再生的干细胞。通过动物模型，他、邓普西和他们研究小组的其他成员发现，H3K36甲基化——发生在H3组蛋白内部的一种生化过程——是开启和关闭这种塑料状态的原因。他们的研究得到了科罗拉多大学癌症中心的资助。

Brumbaugh说：“如果你仔细想想，那些通常在肠道里的细胞必须保持它们的身份，这样它们才能发挥作用。”“你必须确保它们不会在不应该翻转的时候翻转，因为你会失去它们的特殊功能——这也是癌症的一个标志。”还有其他关于组蛋白修饰的研究，因为表观遗传学在这种情况下研究是有意义的。这种形式的调控可以防止逆转并锁定细胞命运，这是有道理的。”

下一个步骤

随着H3K36甲基化被确定为负责正常细胞和再生细胞之间转换的过程，研究人员表示，下一步是寻找针对该过程的方法，根据需要关闭或打开该过程，以治疗结直肠癌和可能导致癌症的肠道疾病。

“H3K36的甲基化似乎直接参与了细胞的分化，但如果你把它拿走，细胞就会恢复到这种再生干细胞状态，”Dempsey说。“当你受伤和修复时，这种再生状态很重要，但也有某些结直肠癌具有这种再生基因特征。慢性结肠炎，炎症性肠病，是一种重复性损伤系统，会导致更高的结直肠癌风险。我们认为我们有一种机制可以直接应用于这些类型的癌症，这就是我们想要研究的东西。”

Dempsey说，在结肠癌之外，甲基化过程也可能对化疗和放疗的耐药性有影响。

他说：“当细胞转换成再生干细胞状态时，它们对某些治疗变得更有抵抗力，这是一个问题。”“如果你的病人不是结肠癌患者，但正在接受化疗或放射治疗，这些治疗的副作用之一就是肠道干细胞被破坏。在一些病人中，如果剂量不正确，你可能会剥去整个肠壁。如果你能理解如何恢复这种状态，你可能就能让细胞得到更好的保护。”

未来的应用

Brumbaugh强调，最近发表的研究只是理解一个过程的第一步，这个过程可能在未来的疾病治疗中发挥重要作用。

“作为干细胞生物学家，我们想要了解这个过程的具体细节，因为如果你了解了，你就可以操纵它，”他说。“你可能想要操纵它进行药物测试，进行疾病建模，即使我们没有直接应用于患者的治疗方法，如果我们能了解疾病是如何起作用的，那么就为治疗提供了选择和机会。”

“这将是遥远的未来，但创造某些类型的细胞用于移植治疗是干细胞领域非常令人兴奋的事情，”他补充说。“我们离那还很远，但如果你知道如何操纵这个过程，你就可以开始考虑这类事情了。”