近日，来自科罗拉多大学癌症中心的研究人员破解了一项细胞机制之谜，这一发现或将推动结直肠癌及其他癌症的治疗进展。科罗拉多大学医学院儿科-发育生物学教授Peter Dempsey博士与科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞与发育生物学助理教授Justin Brumbaugh博士，近日在《Nature Cell Biology》期刊发表研究论文，揭示H3K36甲基化（H3K36 methylation）在调控肠道细胞可塑性及再生中的关键作用。
揭示肠道再生机制
Dempsey博士解释称，肠道具备强大的自我再生能力，特别是在受损后，细胞会经历去分化（dedifferentiation）过程，即逆转回一种具有再生能力的干细胞状态，最终修复肠道并恢复正常功能。
科学家长期以来一直在寻找触发这一逆转过程的“开关”，Brumbaugh博士表示，他们通过动物模型研究发现，H3K36甲基化这一发生在H3组蛋白（H3 histone protein）上的生化修饰，是控制肠道细胞塑性状态的关键因素。
“正常情况下，肠道细胞必须保持自己的身份才能发挥功能。”Brumbaugh博士指出，“如果这些细胞在错误的时间发生逆转，就可能丧失原本的专一功能，这也是癌症的典型特征之一。”
寻找治疗新策略
研究团队的发现表明，H3K36甲基化调控着正常细胞与再生细胞之间的转换，这为结直肠癌及相关疾病的治疗提供了新思路。
“如果去除H3K36甲基化，细胞会恢复到再生干细胞状态。”Dempsey博士说，“这种状态在组织修复时至关重要，但某些结直肠癌正是表现出这种再生基因特征。此外，慢性结肠炎和炎症性肠病等疾病会导致肠道长期受损，增加结直肠癌风险。我们认为，这一机制可以直接应用于相关癌症的研究。”
未来应用前景
除了结直肠癌，这一甲基化过程还可能影响癌症对化疗和放疗的耐受性。
Dempsey博士表示，当细胞处于再生干细胞状态时，它们对某些治疗方式的耐受性会增强，这可能影响癌症患者的治疗效果。而对于接受化疗或放疗的非癌症患者，如果无法精准控制剂量，可能会导致肠道干细胞被严重破坏，甚至剥离整个肠道内壁。如果能找到方法重新激活再生状态，或许可以帮助这些细胞更好地抵御治疗副作用。
Brumbaugh博士补充道，这项研究仅是理解该机制的第一步，未来或许可以应用于药物测试、疾病建模，甚至细胞移植治疗。
“作为干细胞生物学家，我们希望彻底搞清这一过程的运作机制。一旦掌握了调控原理，就能找到干预手段。”Brumbaugh博士说，“虽然距离直接应用于患者治疗仍有很长的路要走，但这项研究为未来开发新的治疗策略提供了可能。”
这一突破性发现不仅有望改善癌症治疗，还可能在再生医学领域开辟新的方向。
参考文献：Alison R. S. Pashos et al, H3K36 methylation regulates cell plasticity and regeneration in the intestinal epithelium, Nature Cell Biology (2025). DOI: 10.1038/s41556-024-01580-y
编辑：王洪
排版：李丽
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