食道上皮(esophageal epithelium,EE)的病变,如反流性食道炎和癌症的发病率都在不断上升。然而,维持EE自平衡和修复的细胞行为和机制目前尚不明确。
鼠科EE含有一层角质细胞,该组织缺乏腺之类的结构,无法形成适用于干细胞的微环境。在细胞分化关键时期,底层细胞分裂并转移至组织的表面。早期的研究认为所有类型细胞的增殖是对等的,但最近的研究显示,某类周期漫长的干细胞对于组织的维持和修复具有关键作用。为此,英国剑桥医学研究理事会癌症细胞研究中心的研究人员探索了EE中的细胞分裂率。
研究人员发现,小鼠EE组织不同于其他上皮组织,不存在上述这类漫长周期的干细胞或沉默的上皮干细胞。EE组织中具有一类单一祖细胞群,能够随机分裂并对等地产生具有增殖能力或分化能力的子细胞来维持组织正常状态。研究人员随后检测EE组织是如何应对外界刺激的。他们利用全反式视黄酸(all-trans retinoic acid,atRA)给予刺激,并造成了一个局部切除伤口。结果发现,在atRA的刺激下,祖细胞群所产生各类子细胞命运的平衡未发生改变,但细胞分裂率却会上升。但在遭受损伤后,细胞可逆地转变为持续产生过量的增殖性子细胞,直至伤口愈合。这类细胞命运的转变使得单一祖细胞群能够完成维持和修复组织的工作,而无需干细胞池的参与。
该研究证实,EE的维持和修复是通过一类单一祖细胞群来完成的。这类细胞能够在组织受到伤害时,自如地在自稳态和再生状态中转换,完成组织的修复。(作者:沈颖)
参考文献:《Science》2012;337:1091-1093