3月16日，中国农业大学营养与健康系吕聪课题组与生物学院于政权课题组共同在Cell research期刊在线发表了题为“Lepr+ mesenchymal cells sense diet to modulate intestinal stem/progenitor cells via Leptin–Igf1 axis”的研究论文。该研究发现了一种特殊的能够响应饮食状态变化的新型肠道干细胞间充质微环境。
中国农业大学生物学院博士研究生邓敏和加州大学尔湾分校的博士后Christian F. Guerrero-Juarez为本研究共同第一作者。吕聪副教授和于政权教授为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划(2021YFF1000603)、国家自然科学基金(82025006,82000498, 82103115)、国家重点实验室开放基金(2022SKLAB6-03)、国家博士后创新人才计划(BX20200369)和“111计划”项目 (B12008)的资助。
吕聪介绍说，目前饮食已成为影响人体健康和肠道疾病的重要生活方式因素，比如高脂饮食会大大提高症性肠病和结直肠癌等肠道疾病的患病风险。在肠道稳态和损伤修复过程中，肠道干细胞发挥着关键作用，而肠道干细胞命运及功能受到微环境等多种因素的调控。目前，关于肠道干细胞间充质微环境的具体组成仍不清晰，其能否响应饮食状态的变化来调控干细胞的功能也尚不清楚。因此，深度解析肠道干细胞间充质微环境组分及其调控肠道干细胞参与肠道损伤修复的分子机制将有助于预防饮食引起的肠道疾病，同时为制定有效的食源性干预策略提供重要的科学依据。
“该研究首先利用单细胞测序鉴定一群新型的Lepr+间充质细胞，其特异分布在肠道干细胞周围，是肠道干细胞间充质微环境信号的重要来源。”中国农大生物学院邓敏博士解释说，“有趣的是，Lepr+间充质细胞能够响应饮食状态的变化，其丰度在高脂情况下显著增加，相反，在禁食时显著减少。Lepr+间充质细胞通过响应Leptin-STAT3信号通路上调胰岛素生长因子Igf1的表达，进一步通过间充质Igf1-上皮Igf1r信号轴促进干细胞的增殖，加快肠上皮的损伤修复过程。”
于政权教授指出，解析肠道干细胞间充质微环境是该领域的研究热点，其不仅是阐明肠道干细胞和肠道稳态调控规律的关键所在，同时也有助于揭示炎症性肠病等肠道疾病的致病机理。研究表明，这群瘦素受体阳性（Lepr+）间充质细胞在营养充裕时通过响应饮食状态增加肠上皮吸收面积，促进了机体的能量储存，揭示了Lepr+间充质细胞是连接系统性饮食与局部肠道上皮功能的重要介质。这项研究不仅使我们更深入的认识到肠道干细胞间充质微环境组分的异质性和复杂性，更重要的是揭示了机体能量储存的新机制，这些发现将为制定肠道相关疾病的营养干预策略提供重要的科学理论指导。