NIBS袭荣文续写Nature成果：干细胞分化机制

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【字体：大中小】 时间：2011年05月09日 来源：生物通

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　　来自北京生命科学学院的研究人员发表了题为“EGFR, Wingless and JAK/STAT signaling cooperatively maintain Drosophila intestinal stem cells”的文章，报道了果蝇肠上皮干细胞新的调节机制，并进一步证明了环形肌作为微环境维系干细胞的重要作用。

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生物通报道：来自北京生命科学学院的研究人员发表了题为“EGFR, Wingless and JAK/STAT signaling cooperatively maintain Drosophila intestinal stem cells”的文章，报道了果蝇肠上皮干细胞新的调节机制，并进一步证明了环形肌作为微环境维系干细胞的重要作用。

这是袭荣文博士继08年在Nature发表肠上皮干细胞分化机制文章后的又一研究新进展。其实验室博士后徐娜为该论文的第一作者。其他作者还有王思淇，谭丹，高亚威，林国南。此项研究为科技部863和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。

成体干细胞通常存在于一个特殊的微环境中得以长期维持。在果蝇的肠道中，已知Wnt/Wg 和JAK/STAT信号通路对肠上皮干细胞的维持和更新起重要作用。它们的信号因子在周围的环形肌中分泌，以旁分泌的形式调节干细胞的活性。因此环形肌构成了肠上皮干细胞的微环境。

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在这篇论文中，研究人员发现EGFR信号通路也对肠上皮干细胞的维持和更新起重要作用，并发现有三个配体参与。其中一个配体在环形肌中特异表达，另外两个在干细胞中表达。这样EGF 信号以旁分泌和自分泌两种形式维持着干细胞的自我更新。在干细胞中抑制EGFR会引起干细胞的活性下降和丢失。同时抑制三个信号通路可以加重这一表型，使干细胞在短期内完全丢失。另外，在三个信号通路中，一个通路的失活导致的干细胞活性下降可以被另外两个通路的过激活部分代偿。

这些结果表明这三条信号通路共同起作用维持着肠上皮干细胞的自我更新。在人的肠道肿瘤中也常见EGFR通路的激活突变，因此该论文不但进一步揭示了肠上皮干细胞自我更新的分子机制，也将有助于理解肠道肿瘤等疾病的发生机制。

原文摘要：

EGFR, Wingless and JAK/STAT signaling cooperatively maintain Drosophila intestinal stem cells.

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Tissue-specific adult stem cells are commonly associated with local niche for their maintenance and function. In the adult Drosophila midgut, the surrounding visceral muscle maintains intestinal stem cells (ISCs) by stimulating Wingless (Wg) and JAK/STAT pathway activities, whereas cytokine production in mature enterocytes also induces ISC division and epithelial regeneration, especially in response to stress. Here we show that EGFR/Ras/ERK signaling is another important participant in promoting ISC maintenance and division in healthy intestine. The EGFR ligand Vein is specifically expressed in muscle cells and is important for ISC maintenance and proliferation. Two additional EGFR ligands, Spitz and Keren, function redundantly as possible autocrine signals to promote ISC maintenance and proliferation. Notably, over-activated EGFR signaling could partially replace Wg or JAK/STAT signaling for ISC maintenance and division, and vice versa. Moreover, although disrupting any single one of the three signaling pathways shows mild and progressive ISC loss over time, simultaneous disruption of them all leads to rapid and complete ISC elimination. Taken together, our data suggest that Drosophila midgut ISCs are maintained cooperatively by multiple signaling pathway activities and reinforce the notion that visceral muscle is a critical component of the ISC niche.

作者简介：

袭荣文博士
北京生命科学研究所研究员
Rongwen Xi, Ph.D.
Assistant Investigator, NIBS, Beijing, China

Phone：010-80726688-8510
Fax： 010-80723249
E-mail：xirongwen@nibs.ac.cn

教育经历

2002
美国肯塔基州大学生物学博士

1998
上海医科大学理科硕士

1995
滨州医学院临床医药学学士

工作经历

2003-2006
美国思达沃医学研究所博士后

1998-2002
美国肯塔基州大学生物系助教，助研

研究概述：

本实验室的研究兴趣在于理解干细胞自我更新的分子机制。

成体干细胞有两个重要特性，它可以自我更新，也可以定向分化。它存在于多种组织和器官内，对维持组织细胞的平衡起重要作用。干细胞本身需要接受严格的调控，调控的紊乱可能导致癌症，衰老或退化性疾病的发生。我们的目标就是理解干细胞自我更新和定向分化两种选择的调控网络，这将有助于最终理解干细胞多分化潜能是怎样获得的。

与哺乳动物相比，果蝇的成体干细胞及其所在的微环境的结构相对简单而清晰，但它们的调节机制是相似的。我们希望通过研究果蝇的干细胞调控，为研究哺乳动物和人的干细胞调控及临床干细胞治疗策略提供实验基础和理论依据。

目前我们的工作主要包括三个方面的内容：

1.
微环境与干细胞的关系；

2.
染色质结构与表观遗传因素对干细胞多能性的作用；

3.
干细胞内mRNA翻译调控的机制。

另外，正在进行的遗传突变体筛选将有助于我们发现新的干细胞调节因子。我们还将探索和确立新的成体干细胞系统，并研究它们的调节机制。