揭示性激素在干細(xì)胞控制以及結(jié)直腸癌中的關(guān)鍵作用

在**項(xiàng)發(fā)現(xiàn)關(guān)于性激素對腸道干細(xì)胞的影響的研究中，科學(xué)家揭示了甾類激素--在結(jié)構(gòu)上和功能上類似于人類的類固醇激素--大大改變了腸道干細(xì)胞的行為方式，最終影響這個(gè)關(guān)鍵器官的總體結(jié)構(gòu)和功能。作者發(fā)現(xiàn)，蛻皮激素--一種由果蠅產(chǎn)生的類固醇激素--可以刺激腸道干細(xì)胞的生長，導(dǎo)致雌性果蠅的腸道增大，并誘發(fā)其他關(guān)鍵的變化。這項(xiàng)研究還提供了一種機(jī)制來解釋性別在正常腸道功能中的腸道干細(xì)胞的特殊作用。此外，該研究還提供了腸道中的激素可能加速腫瘤發(fā)展的證據(jù)。猶他大學(xué)亨茨曼癌癥研究所(HCI)和德國癌癥研究中心(DKFZ)聯(lián)合報(bào)道了這一發(fā)現(xiàn)，并于近日發(fā)表在Nature雜志上。

HCI的干細(xì)胞生物學(xué)家、猶他大學(xué)腫瘤學(xué)教授Bruce Edgar博士和海德堡大學(xué)DKFZ的Aurelio Teleman博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)工作。他想知道，性激素是否會(huì)影響腸道干細(xì)胞的繁殖能力，并促進(jìn)腸道生長。Edgar說："為了更好地了解干細(xì)胞是如何調(diào)控的，我的實(shí)驗(yàn)室和世界各地的許多實(shí)驗(yàn)室研究果蠅的腸道已經(jīng)有一段時(shí)間了。我們知道雄性果蠅和雌性果蠅在它們的腸道中表現(xiàn)出差異--例如，雌性的腸道比雄性的更大，而且雌性比雄性更容易罹患腸道腫瘤--但我們不知道原因。"這項(xiàng)研究為這些差異以及它們是如何產(chǎn)生的提供了重要的見解。

Edgar和Teleman的研究小組發(fā)現(xiàn)，蛻皮激素是一種性別特異性的激素，它可以極大地改變器官中干細(xì)胞的生長特性，值得注意的是，該器官與生殖沒有直接關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)這些變化會(huì)影響整個(gè)器官的結(jié)構(gòu)和功能。他們發(fā)現(xiàn)，給雄性果蠅注射蛻皮激素，會(huì)導(dǎo)致它們原本分裂緩慢的干細(xì)胞分裂速度加快，從而導(dǎo)致雄性果蠅腸道的生長。這表明，雄性果蠅和雌性果蠅干細(xì)胞分裂的限制差異在于激素的循環(huán)水平。

在雌性果蠅的一生中，這一過程有利有弊。最初，雌性體內(nèi)更多的蛻皮激素有助于生殖的進(jìn)化關(guān)鍵過程。它促進(jìn)腸道擴(kuò)張，促進(jìn)營養(yǎng)吸收，從而幫助蒼蠅產(chǎn)更多蛋。但到了晚年，卵巢產(chǎn)生的蛻皮激素最終會(huì)導(dǎo)致腸道功能紊亂，從而創(chuàng)造有利于腫瘤生長的環(huán)境，從而縮短雌性果蠅的壽命。雖然人類不產(chǎn)生蛻皮激素，但我們有相關(guān)的類固醇激素，如雌激素、黃體酮和睪酮，它們有相似的作用機(jī)制。

這項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)工作主要由Sara Ahmed完成，她是海德堡大學(xué)Molekulare生物研究中心(ZMBH)和DKFZ的Edgar和Teleman實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合博士生。Ahmed設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)，利用各種遺傳工具來開啟和關(guān)閉果蠅腸道和卵巢中不同細(xì)胞類型的基因，這些細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生蛻皮素。"我們的研究提供了決定性的證據(jù)證明性激素改變了非性器官的行為，比如腸道，"Ahmed說。她進(jìn)一步推測，這項(xiàng)研究的長期影響可能包括探索治療人類癌癥的新途徑。

根據(jù)研究人員的說法，要了解類似的干細(xì)胞-激素關(guān)系是否在人體器官中起作用還需要進(jìn)一步的研究。他們計(jì)劃將來對此進(jìn)行探索。除了性激素在腸道干細(xì)胞行為中扮演的重要角色，作者相信這項(xiàng)對果蠅的研究可能揭示了一種可能在人類生理學(xué)和病理學(xué)中發(fā)揮作用的新機(jī)制，因?yàn)樵絹碓蕉嗟难芯勘砻鳎ńY(jié)腸癌和胃癌在內(nèi)的非生殖器官癌癥的發(fā)病率在男性和女性中是不同的。