肠内分泌细胞多样性的原理:一个“三位数”的编码机制

三种处于不同层级的转录因子的组合形成了一个“三位数”的编码,此编码指导并决定了果蝇肠内分泌细胞各亚型的身份。分化成熟的肠内分泌细胞仍然具有可塑性,通过改变编码中的一个转录因子的表达,可以实现肠内分泌细胞亚型之间的命运转化。

肠内分泌细胞:小鼠-果蝇 头对头比较

肠内分泌细胞在哺乳动物和和果蝇中均有多种亚型,它们均产生多种神经肽,发挥着多种重要的生理作用。实验室的郭兴庭博士与博士生吕佳盈合作,对小鼠和果蝇的肠内分泌细胞进行了全方位的“头对头”比较:包括肠内分泌细胞的分化的机制、细胞分型、命运决定转录因子、神经肽种类、脑肠轴及已知的生物学功能等。通过比较进一步明确了果蝇的肠内分泌细胞的组成、功能和调控模式等诸多方面的相似性,提示果蝇遗传模型为进一步理解肠内分泌细胞生物学可以发挥重要作用。

肠道干细胞身份的改变导致神经内分泌肿瘤的发生

转录因子Tramtrack的缺失导致果蝇肠上皮干细胞转换成了神经干细胞样细胞,进而导致了神经内分泌肿瘤的发生。该发现提示神经干细胞自我更新程序的异位激活可能是神经内分泌肿瘤的一个潜在致病机制。

肠内分泌细胞多样性的解析

通过单细胞技术结合遗传学分析,果蝇肠内分泌细胞的亚型、分布、决定亚型命运的转录因子及信号调控机制等得到了比较系统性的解析。这些结果提示Notch 信号通路的侧抑制作用及发育过程中建立的体节身份共同决定了肠内分泌细胞的多样性。

干细胞的命运抉择:决定就在一瞬间

成体干细胞通常具有多能性,即能够产生多种不同的子细胞,但潜在的命运决定机制尚不清楚。这项研究发现,在果蝇的肠上皮干细胞中,一个转录因子的瞬时表达,决定了干细胞所产生的子细胞类型。