科技前沿 | 于政权教授研究成果阐明小肠干细胞和结直肠癌的调控新机制

本网讯 9月5日，eLife杂志在线发表了我校生物学院的最新研究成果。该项研究揭示出一种控制小肠干细胞的分子在维护正常的肠道健康状态和诱导结直肠癌等肠道疾病的过程中发挥双重作用，阐明了肠道中控制上皮细胞更替的新机制，并为结直肠癌等肠道疾病的治疗提供一个新的潜在治疗靶点。该研究的通讯作者是我校生物学院于政权教授。

于政权介绍说，肠道上皮是进行快速更替的组织，肠道细胞大约每三天即可全部更新一次。这种快速的更替由肠道干细胞驱动完成的。这些干细胞位于肠道上皮的隐窝底部，随后向上迁移并分化成为成熟的绒毛细胞。在肠道中存在两群不同肠道干细胞，一种为活跃状态的快速分裂的干细胞，以稳定的速度进行扩增，用于更替死去的成熟细胞；另一种为休眠状态的备用干细胞，当应答损伤时会被迅速激活，用于损伤修复。这两群细胞会由不同的信号所调控，但是在正常健康和病理条件下它们各自如何准确响应不同的信号到目前为止还不清楚。

近几年的研究表明，已发现一类分子与肠道细胞的更替相关。我校田玉华博士解释说，“其中一个称为miR-31的microRNA在肠道干细胞中极为有趣，因其表达水平随着炎症相关肠道肿瘤的发展进程而升高。”他们发现miR-31主要存在于小肠隐窝中，尤其是活跃分裂的小肠干细胞中。当辐射之后，miR-31的表达水平在48小时急剧增加，预示miR-31在肠道损伤后的上皮再生过程发挥重要作用。

研究中，于政权他们针对这一现象进行了系统研究。他们发现，miR-31通过调控多种信号通路维持小肠干细胞的干性和增殖能力；在辐射引起的上皮损伤修复过程中，miR-31可以保护小肠干细胞抵抗辐射，同时激活静息态干细胞促进上皮再生过程。进而，miR-31模拟物能够显著促进结肠癌细胞系的增殖，并使皮下异种移植肿瘤的生长加快。更具重要意义的是在Apc基因功能缺失的肿瘤小鼠模型中，敲除miR-31可以显著减少肿瘤数量和体积。因为Apc基因功能缺失是人类肠道肿瘤的重要特征，所以miR-31可能成为肠道肿瘤疾病治疗的潜在靶点。

于政权表示，研究结果表明miR-31在正常生理和病理条件下是肠道干细胞的主要调控者，具有促进肿瘤生长的功能。“接下来，我们将探究miR-31作为治疗结直肠癌或肠炎靶点的潜力”，于政权说。