Genes & Dev. ：腸道細(xì)胞如何在多細(xì)菌環(huán)境中保持組織完整性

細(xì)菌大量存在于許多動(dòng)物的腸道中，然而科學(xué)家對(duì)宿主如何在這些細(xì)菌面前保持其組織的完好性卻一直缺乏相關(guān)的了解。瑞士科學(xué)家在zui近一期的《基因與發(fā)育》雜志中指出，在受外來(lái)細(xì)菌激發(fā)后，黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）腸道上皮細(xì)胞的修復(fù)需要一種氧化裂解以及多條信號(hào)通道來(lái)完成。

由NADPH雙氧化酶（Duox）調(diào)控的一種氧化裂解是黑腹果蠅腸道的免疫響應(yīng)的一部分。這會(huì)使腸道壁受損，從而要求上皮細(xì)胞通過(guò)腸內(nèi)干細(xì)胞（ISCs）的增殖來(lái)修復(fù)。瑞士洛桑市健康研究所的Nicolas Buchon和同事發(fā)現(xiàn)，在響應(yīng)非共生細(xì)菌Ecc15的激發(fā)時(shí)，抗氧化劑能夠減少黑腹果蠅的腸內(nèi)干細(xì)胞增殖。而抑制Duox同樣能夠在Ecc15存在的前提下減少腸內(nèi)干細(xì)胞的增殖，這意味著氧化裂解在腸道組織增殖性修復(fù)的開(kāi)始過(guò)程中扮演了一個(gè)重要角色。

在被Ecc15激發(fā)的黑腹果蠅中，一部分轉(zhuǎn)錄的JAK—STAT通道（這將有助于控制干細(xì)胞在黑腹果蠅中的增殖），以及JNK通道（這主要涉及了年老黑腹果蠅腸道的組織完好性的調(diào)控）使得轉(zhuǎn)錄水平被上調(diào)了。研究人員發(fā)現(xiàn)，抑制任意一條通道的信號(hào)都能夠在Ecc15存在的情況下防止腸內(nèi)干細(xì)胞的增殖。此外，他們發(fā)現(xiàn)，一種被JAK—STAT通道上調(diào)的蛋白質(zhì)——Upd3——在向干細(xì)胞發(fā)出信號(hào)從而引發(fā)增殖的過(guò)程中扮演了一個(gè)重要角色。

盡管Ecc15并沒(méi)有殺死野生型果蠅，但那些缺乏增殖性響應(yīng)的果蠅在激發(fā)后的4到8天里相繼死亡。當(dāng)這些果蠅被一種低劑量的病原體激發(fā)后，一種與野生型果蠅類(lèi)似的增殖性響應(yīng)被觀察到，但是高劑量則導(dǎo)致了上皮細(xì)胞的損傷及死亡，這表明修復(fù)通道在某些情況下是不足的。當(dāng)研究人員將正常修復(fù)的果蠅與無(wú)外來(lái)感染的果蠅——即在它們的腸道中沒(méi)有細(xì)菌——進(jìn)行比較后，他們發(fā)現(xiàn)，在無(wú)外來(lái)感染的果蠅中，通過(guò)JNK和JAK—STAT通道的信號(hào)與細(xì)胞增殖都減少了。

因此，似乎組織形態(tài)學(xué)和腸道對(duì)氧化損傷的響應(yīng)是由對(duì)氧化裂解的識(shí)別來(lái)維持的，并且通過(guò)JAK—STAT和JNK通道的信號(hào)導(dǎo)致了腸內(nèi)干細(xì)胞的增殖和修復(fù)