在一项新的研究中，来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员首次从人肠道组织中分离出成体干细胞。这一发现给科学家们提供急需的资源以便揭示出人类干细胞的确切生物学机制。它也能够让科学家们探索新的策略来治疗炎症性肠病或缓解因化疗和放疗经常导致肠道损伤而带来的副作用。相关研究结果于2013年4月4日在线发表在Stem Cells期刊上，论文标题为“CD24 and CD44 Mark Human Intestinal Epithelial Cell Populations with Characteristics of Active and Facultative Stem Cells”。
论文通信作者、北卡罗来纳大学教堂山分校助理教授Scott T. Magness博士说，“研究这些干细胞的一大障碍就是不能获得它们。在此之前，我们一直没有技术来分离和研究这些干细胞。如今，我们有方法解决其中的很多问题。”
多年以来，科学家们不得不寻求来自小鼠的干细胞进行实验。尽管利用小鼠模型进行过研究已取得重大进展，但是小鼠与人类之间的干细胞生物学特征上存在的差别一直不能让研究人员开发出新的方法来治疗人类疾病。
论文第一作者、Magness 实验室研究生Adam D. Gracz说，“尽管我们从小鼠那里获得的信息是解释这种肠道组织如何工作的较好的基础机制性数据，但是除非我们在人类组织中开展过类似的实验，否则我们仍然有可能不能深入认识这种组织的作用机制。”
Magness 实验室在美国曾经首次从小鼠体内分离出和培养单个肠道干细胞，因此当在人组织中寻求类似的干细胞时，他们有这方面的优势。此外，研究人员也能够获得人小肠组织切片来开展实验，其中小肠组织是在胃分流术(gastric bypass surgery)中被切除下来的，并且通常被抛弃掉。
为了开发这种技术，研究人员研究了他们在小鼠体内采取的方法是否会在人组织中起作用。他们首先观察在小鼠肠道干细胞表面上发现的分子是否同样在人肠道干细胞中存在。他们发现这些被称作CD24和CD44的特异性分子确实在小鼠和人体内是一样的。他们然后将荧光标记附着到这些分子上，并利用一种特殊的被称作荧光激活细胞分选仪(fluorescence activated cell sorter)的机器鉴定和分离出来自人小肠样品中的干细胞。
研究人员发现他们不仅能够从人肠道组织中分离出人干细胞，而且他们也能够分离出不同类型的肠道干细胞。对干细胞研究人员而言，两类肠道干细胞---活跃肠道干细胞和储备肠道干细胞---是一个热门话题。为此，干细胞研究人员仍然一直试图找出储备干细胞如何周期性地激活从而弥补因损伤、化疗或化疗而遭受损伤的活跃干细胞。
Magness说，鉴于我们能够这样做，下一步就是仔细地描述这些干细胞群体的特征来评估它们的潜力。我们能够在体外增殖这些细胞从而潜在地提供一种细胞来源来进行治疗吗？或者特别地，我们能够对这些细胞基因修饰来治疗先天性遗传病或炎症性肠病吗？这些是一些我们在未来将要研究的问题。(生物谷Bioon.com)
DOI: 10.1002/stem.1391
PMC:
PMID:
CD24 and CD44 Mark Human Intestinal Epithelial Cell Populations with Characteristics of Active and Facultative Stem Cells
Adam D. Gracz, Megan K. Fuller, Fengchao Wang, Linheng Li, Matthias Stelzner, James C.Y. Dunn, Martin G. Martin, Scott T. Magness.
Recent seminal studies have rapidly advanced the understanding of intestinal epithelial stem cell (IESC) biology in murine models. However, the lack of techniques suitable for isolation and subsequent downstream analysis of IESCs from human tissue has hindered the application of these findings toward the development of novel diagnostics and therapies with direct clinical relevance. This study demonstrates that the cluster of differentiation genes CD24 and CD44 are differentially expressed across LGR5 positive “active” stem cells as well as HOPX positive “facultative” stem cells. Fluorescence-activated cell sorting enables differential enrichment of LGR5 cells (CD24-/CD44+) and HOPX (CD24+/CD44+) cells for gene expression analysis and culture. These findings provide the fundamental methodology and basic cell surface signature necessary for isolating and studying intestinal stem cell populations in human physiology and disease.
