当炎症损伤肠道内壁时，分化的肠上皮细胞和隐窝基底柱状干细胞（CBCs）会逆转为一个再生性的胎儿样状态，形成复苏干细胞（revSCs）。这些revSCs能够生成完整的类器官，恢复CBC群体，并驱动整个肠上皮的再生。图片来源：东京科学大学
复苏干细胞与常规肠道干细胞之间的动态切换使组织能够高效修复，同时不会耗尽干细胞池——这是东京科学大学（Institute of Science Tokyo）的研究人员利用类器官和小鼠疾病模型报告的新发现。研究人员揭示了灵活的应激耐受细胞状态如何促进肠道修复，从而加深了对驱动肠道再生的生物学机制的理解。
为什么肠道干细胞很重要
所有活体组织在受伤、感染或炎症后都有修复自身以维持正常功能的能力。这在肠道中尤为重要，因为肠上皮不断暴露于损伤和应激之下。肠上皮由位于绒毛状指状结构底部的常规干细胞——即隐窝基底柱状细胞（CBCs）——维持。这些干细胞在分裂并向上移动时，会发育为成熟细胞，如肠上皮细胞（营养吸收细胞）。尽管这一持续更新过程广为人知，但肠道如何在不让干细胞储备耗尽的情况下高效再生，此前一直不清楚。
针对这一空白，由东京科学大学（Science Tokyo）生物医学工程研究所干细胞与再生医学中心副教授Yui Shiro领导的研究团队，联合东京科学大学医学与牙科研究生院消化内科与肝病学研究生（由Okamoto Ryuichi教授指导）的博士生Kirino Sakura，对肠道修复过程中出现的短暂细胞状态——“复苏干细胞”的起源和生物学角色进行了详细调查。该研究是与荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers教授、东京科学大学肝胆胰外科的Ban Daisuke教授、东京科学大学综合研究所的Miyake Kensuke副教授，以及日本顺天堂大学类器官中心主任Watanabe Mamoru教授合作完成的。研究结果于2026年1月13日发表在《Communications Biology》期刊上。
一种暂时的再生性干细胞状态
“我们想了解肠道组织如何在不损害长期干细胞维持的前提下高效再生，”Kirino说。“令人惊讶的是，我们发现了一种独特的机制：常规干细胞可以暂时转变为一种专门的再生状态，之后又恢复其原始身份。”
这种专门的再生状态由“复苏干细胞”代表（它们从常规干细胞在组织损伤时产生）。这一转化过程被称为胎儿样逆转。复苏干细胞表现出增强的应激耐受性，使它们能够在受损的组织环境中存活并再生。
动态切换与细胞可塑性
利用独特的肠道类器官（实验室培养的组织模型）和结肠炎小鼠模型，研究团队证明复苏干细胞可以从多种肠道细胞类型诱导产生，包括常规的CBCs和分化的肠上皮细胞。此外，他们观察到复苏干细胞与常规干细胞之间的转化是双向的，这表明再生依赖于动态的细胞相互转化，而非固定的层级结构。
总体而言，该研究解释了两种可塑性机制——胎儿样逆转和空间可塑性——之间的联系。空间可塑性解释了分化的细胞如何恢复为CBCs，而胎儿样逆转则解释了CBCs与复苏干细胞之间的可逆转化。根据该研究，胎儿样逆转可能是空间可塑性的入口。当肠内壁受损时，分化细胞首先转变为抗应激的复苏干细胞；修复后，这些细胞转化为CBCs，补充干细胞池并支持高效再生。
对肠道疾病和治疗的启示
通过加深对肠上皮再生的科学理解，该研究为调查以再生障碍为特征的疾病开辟了新途径。特别是，这些发现有望为阐明炎症性肠病和结直肠癌的病理机制做出贡献，这两类疾病一直是全球研究的热点。
“这一发现为理解组织如何从损伤中恢复提供了新方向。随着进一步的研究，它最终可能有助于发现治疗和预防慢性肠道疾病的新策略，”Yui总结道。
出版详情
Sakura Kirino等人，来自不同谱系的胎儿样逆转维持肠道干细胞池并赋予压力耐受性，《Communications Biology》（2026年）。DOI: 10.1038/s42003-026-09533-x
期刊信息：
《Communications Biology》
关键医学概念
炎症性肠病
临床分类
胃肠病学
由东京科学大学提供
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