2012年10月27日 讯 /生物谷BIOON/ --研究人员报道，他们鉴定出控制淡水涡虫(Schmidtea mediterranea)肠道生长和再生的基因。相关研究结果刊登在Developmental Cell期刊上。
美国伊利诺伊大学细胞与发育生物学教授Phillip Newmark说，“动物如何修复它们受损的内脏器官一直没有被很好地理解。涡虫是研究这种问题的有用模型。”
Newmark说，在受损之后，涡虫能够再生体内缺失的部分，包括任何受损的或缺失的器官，如脑部、眼睛和肠道。损伤引发一系列细胞事件。在涡虫中，专门的被称作neoblast的非生殖干细胞发生分裂和产生用来重建功能完全的身体部分所需的的全部不同类型的细胞。在切断后留下的旧有组织获得重建并与新的细胞整合在一起。
论文第一作者、Newmark实验室博士后研究员David Forsthoefel想利用涡虫肠道作为模型器官来研究协调这些细胞事件以便实现器官再生的分子信号转导途径，这部分上是因为很少有动物能够修复对它们的消化系统造成的严重性损伤。
Forsthoefel开发出一种方法来纯化出来自涡虫肠道的单个肠道细胞类型。他和他的同事们鉴定出一千多个基因在肠道细胞中独特表达的水平要比周围组织中的高。他们猜测其中的一些基因在肠道生长和再生中发挥着重要作用，于是他们利用一种被称作RNA干扰(RNAi)的技术来研究其中一部分基因的功能。
他们能够准确描绘出特异性基因的功能，比如，参与建立合适的肠支(intestinal branch)图案和产生能够摄取营养物的功能性肠道细胞的基因。
研究人员也鉴定出一种被称作nkx-2.2的转录因子，尽管它是在肠道中表达的，但是也是在不同条件(包括遭受损伤后)下neoblast增殖所必需的。这种结果提示着肠道在调节干细胞分裂中发挥着一种潜在性的作用。(生物谷Bioon.com)
doi: 10.1016/j.devcel.2012.09.008
PMC:
PMID:
An RNAi Screen Reveals Intestinal Regulators of Branching Morphogenesis, Differentiation, and Stem Cell Proliferation in Planarians
David J. Forsthoefel, Noëlle P. James, David J. Escobar, Joel M. Stary, Ana P. Vieira, Forrest A. Waters, Phillip A. Newmark
Planarians grow and regenerate organs by coordinating proliferation and differentiation of pluripotent stem cells with remodeling of postmitotic tissues. Understanding how these processes are orchestrated requires characterizing cell-type-specific gene expression programs and their regulation during regeneration and homeostasis. To this end, we analyzed the expression profile of planarian intestinal phagocytes, cells responsible for digestion and nutrient storage/distribution. Utilizing RNA interference, we identified cytoskeletal regulators required for intestinal branching morphogenesis and a modulator of bioactive sphingolipid metabolism, ceramide synthase, required for the production of functional phagocytes. Additionally, we found that a gut-enriched homeobox transcription factor, nkx-2.2, is required for somatic stem cell proliferation, suggesting a niche-like role for phagocytes. Identification of evolutionarily conserved regulators of intestinal branching, differentiation, and stem cell dynamics demonstrates the utility of the planarian digestive system as a model for elucidating the mechanisms controlling postembryonic organogenesis.
