一种“有针对性”的治愈肠道的方法

我们的肠道对于吸收我们生存所需的膳食营养至关重要。它通过从肠干细胞池(ISCs)中产生源源不断的新细胞(分化细胞)来实现这一功能,这些细胞具有消化和吸收营养的特殊功能。所有细胞,包括肠干细胞和分化细胞,统称肠上皮细胞(IECs),通过信号通路进行交流。雷帕霉素靶(TOR)信号通路允许细胞感知其环境,并确定是否有足够的资源,如能量、氧气和营养物质,以生长和分裂产生更多的细胞。不幸的是,在某些情况下,如癌症,这一途径可能被破坏,干细胞不再正确响应信号,导致不适当的细胞分裂,最终形成肿瘤。因此,人们对靶向这一途径治疗肠道肿瘤很感兴趣;然而,非常不幸的是,TOR抑制剂治疗通常会引起胃肠道副作用,而且癌症经常复发。

小鼠肠上皮细胞中的TOR信号缺失是可以耐受的,但有副作用,但额外的应激损伤会导致肠道干细胞(ISC)衰竭导致TOR缺陷动物死亡。分化的细胞。实线,差分,细胞正常。虚线,细胞有缺陷。黄色闪电,辐射伤。

我们建立了一个小鼠模型来研究当我们从IECs中完全去除TOR信号时会发生什么。使用这个模型可以让我们对TOR信号如何调节这些细胞有基本的了解,并更好地理解为什么TOR抑制剂治疗对肠道肿瘤是有毒的,而且在很大程度上是无效的。为了做到这一点,我们使用遗传工具去除TOR分子,从而完全破坏TOR信号通路。令人惊讶的是,我们发现没有TOR的IECs仍然以相似的速度产生,并且小鼠存活下来。这个结果表明ISCs不需要TOR这可能解释了为什么TOR抑制剂不能治愈肠道肿瘤。虽然IECs仍然在没有TOR的情况下产生,但它们看起来不同,并表现出功能缺陷,这可能解释了为什么接受TOR抑制剂治疗的患者会出现腹泻和溃疡。

在我们的研究中,我们还询问了TOR信号通路对肠道愈合是否重要。在我们的一生中,我们经历了许多受伤和愈合的时期,包括我们的肠道。病毒感染、饮食改变、手术和辐射等因素都可能造成损伤。肠道必须能够通过快速产生新细胞来自我修复,以维持正常的功能,否则就会发生死亡。我们暴露了正常的TOR缺乏辐射的老鼠会受到严重损害肠道并导致大量细胞死亡的辐射压力。几天后,正常的干细胞可以开始制造新的分化细胞来修复肠道。然而,我们观察到TOR突变的干细胞不能产生足够数量的分化细胞,小鼠就会死亡。我们的研究表明,TOR信号是正常ISC功能再生肠器官所必需的。

Leesa桑普森,博士和易郑博士。
实验血液学与癌症生物学研究室
辛辛那提儿童医院医疗中心
美国辛辛那提

出版

mTOR破坏导致小鼠肠上皮细胞缺损和肠损伤后萎缩。
Sampson LL, Davis AK, Grogg MW,郑Y。
2016年3月

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