蛇类研究揭示人类肠道再生的奥秘

导读 所有动物都具有修复和更换肠道内壁的能力,这一过程称为肠道再生。在哺乳动物(包括人类)中,这种持续但相对较小的细胞更新有助于肠道满足日...

所有动物都具有修复和更换肠道内壁的能力,这一过程称为肠道再生。在哺乳动物(包括人类)中,这种持续但相对较小的细胞更新有助于肠道满足日常饮食需求。这一过程由源自肠隐窝(肠壁上的微观凹陷)的干细胞完成。

与之形成鲜明对比的是,很少进食的蛇类(如可以数周不进食的蟒蛇和巨蟒)没有肠隐窝,但它们却经历了动物界中肠道再生最极端的例子。当这些蛇长时间禁食时,它们的肠道会萎缩、收缩,几乎完全失去功能。

然而,当它们进食时,它们的肠道会发生大规模再生生长,在 48 小时内体积增加一倍以上,并重建消化和吸收食物所需的大部分肠道细胞和结构。这种转变还伴随着蛇的生理和新陈代谢的巨大变化。

为了了解这些大型蛇类如何在没有肠隐窝的情况下再生肠道,来自德克萨斯大学阿灵顿分校、德克萨斯大学西南医学中心和阿拉巴马大学的科学家对蟒蛇的 RNA 基因进行了测序。通过进一步了解爬行动物的这一过程,研究人员希望更好地为致力于改善人类胃肠道疾病诊断和治疗的其他科学家提供信息,包括糖尿病、克罗恩病、乳糜泻和癌症。

德克萨斯大学阿灵顿分校生物学教授、《美国国家科学院院刊》上发表研究报告的作者托德·卡斯托说:“我们利用单细胞 RNA 测序来研究蟒蛇的肠道再生,发现它们使用在人类中也发现的保守途径,但以独特的方式激活它们。”

“有趣的是,我们发现调节蟒蛇再生的信号通路与人类在接受 Roux-en-Y胃绕道手术以促进和治疗 2 型糖尿病后观察到的信号通路具有关键的相似性,”该论文的共同作者、Castoe 博士实验室的博士生 Siddharth Gopalan 说。

这些发现为肠道再生与人体如何调整新陈代谢以应对营养供应和压力等变化之间的根本联系提供了新的见解。这项研究还有助于解释蟒蛇再生所涉及的途径可能在包括人类在内的其他脊椎动物中发挥类似作用,因此代表了治疗肠道或代谢疾病的治疗干预的潜在目标。

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