
长期以来,肠道干细胞(Intestinal stem cells, ISCs)在生物学界一直被视为深居简出的“后勤官”。它们驻扎在受保护的肠腺(Crypt)深处,专注于组织的持续更新与修复。在面对病原体侵袭时,传统认知认为干细胞处于被动地位,高度依赖周围的免疫细胞和上皮屏障提供“保护伞”。
然而,近日发表于《自然-免疫学》(Nature Immunology)的一项研究颠覆了这一观点。来自耶路撒冷希伯来大学与魏茨曼科学研究所的联合团队发现,肠道干细胞具备直接感知病原体并主动启动免疫防御的能力,是抗感染前线的“先遣兵”。
角色反转:从“受保护者”到“防御发动者”
肠道上皮是抵御外界感染的核心屏障,而干细胞通过不断的自我更新和分化维持屏障的完整性。在此次研究中,由 Sacha Lebon(博士生)、Matan Hofree 博士与 Moshe Biton 博士领导的团队发现,肠道干细胞并不只是在后方“坐享其成”。
研究团队利用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)、谱系追踪(Lineage tracing)以及类器官模型(Organoid models),在高分辨率下绘制了肠道上皮对鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella enterica)感染的早期响应图谱。结果显示,在感染初期的关键节点,干细胞并非被动等待信号,而是直接驱动了上皮组织的快速重塑,主动调整细胞组成以应对入侵。
机制解码:炎症小体介导的“防御性分化”
研究揭示,这种主动防御机制依赖于一种名为炎症小体(Inflammasome)的胞内传感器。肠道干细胞能够通过接头蛋白 ASC(由 Pycard 基因编码)直接感知进入胞内的沙门氏菌。
一旦感知到细菌入侵,干细胞会立即启动一套预设的“防御程序”:它们迅速转换分化方向,大量产生具有抗菌能力的潘氏细胞(Paneth cells)。这些潘氏细胞随后分泌多种抗菌肽,旨在将细菌清除出肠腺区域,防止病原体在肠道深处定植并向全身扩散。
实验证明,当这一信号通路被基因阻断时,干细胞的保护性分化反应将大幅削弱,导致病原菌在体内的传播速度和载量显著增加。
临床连接:克罗恩病研究的新维度
为了验证该机制的普适性,研究者在人源肠道类器官中重现了这一过程,证实了该防御机制在人类进化过程中的保守性。
更具临床意义的是,研究发现这种由沙门氏菌激发的“干细胞防御特征图谱”,在克罗恩病(Crohn's disease)患者的干细胞中呈现出显著的富集。这暗示了上皮防御通路的紊乱可能与炎症性肠病(IBD)的发病机制存在内在关联。如果干细胞的这种“主动防御”逻辑发生偏离,可能会导致肠道屏障功能的慢性受损,进而诱发或加剧肠道炎症。
希伯来大学的 Matan Hofree 博士总结道:“肠道干细胞不仅是组织再生的源泉,更是早期抗感染防御的直接参与者。这一发现为我们理解肠道内源性保护程序提供了全新视角,也为相关感染性疾病和炎症性肠病的干预提供了潜在的新靶点。”
参考文献:An inflammasome-driven differentiation program in intestinal stem cells protects against Salmonella infection, Nature Immunology (2026). DOI: 10.1038/s41590-026-02514-6
编辑:王洪
排版:李丽





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