乙酰硫酸肝素蛋白聚糖（HSPGs）是細(xì)胞外基質(zhì)的重要組成成分，由核心蛋白和硫酸乙酰肝素粘多糖（HS）構(gòu)成。HSPGs對(duì)信號(hào)配體，如Wingless（Wg），Dpp，Hedgehog（Hh）等重要的形態(tài)發(fā)生素梯度分布和細(xì)胞信號(hào)激活水平發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。干細(xì)胞維持和發(fā)育需要干細(xì)胞微環(huán)境（niche）的存在和調(diào)控，而細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)微環(huán)境中各種信號(hào)配體的分布和活性恰好起到關(guān)鍵而重要的調(diào)節(jié)作用。迄今為止，針對(duì)果蠅腸道系統(tǒng)中HSPGs蛋白家族成員的功能和作用還鮮有報(bào)道。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與發(fā)育機(jī)理研究組率先揭示了Perlecan這一HSPGs家族成員，如何通過對(duì)干細(xì)胞微環(huán)境和腸干細(xì)胞的活性及機(jī)能進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而促進(jìn)果蠅中腸穩(wěn)態(tài)的正常維持。
干細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)與干細(xì)胞微環(huán)境密切相關(guān)，該種微環(huán)境是由特定的細(xì)胞群體和細(xì)胞外基質(zhì)成分以及各種信號(hào)配體成分構(gòu)成的。干細(xì)胞微環(huán)境首先保證干細(xì)胞有適宜的定位場(chǎng)所，因此產(chǎn)生必要的細(xì)胞間粘附。另一方面，干細(xì)胞微環(huán)境需保證各種細(xì)胞信號(hào)通路配體的豐度水平，并且干細(xì)胞微環(huán)境中的基質(zhì)成分同樣對(duì)干細(xì)胞信號(hào)通路的激活產(chǎn)生必要的控制作用。該項(xiàng)研究證實(shí)了在果蠅腸道器官中存在一類重要的細(xì)胞基質(zhì)成員Perlecan，其可以調(diào)控成體果蠅中腸后部干細(xì)胞在基底層的定位和維持，從而影響了干細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)。缺失Perlecan的突變體克隆中，腸干細(xì)胞（ISCs）的增殖和分化活性喪失，腸道穩(wěn)態(tài)遭到破壞。以上過程與已知的腸干細(xì)胞活性維持所必需的JAK/STAT、EGFR信號(hào)通路并無關(guān)聯(lián)，而是通過干細(xì)胞自主分泌的Perlecan蛋白來直接促進(jìn)干細(xì)胞與基底膜的黏附并且參與形成正常的干細(xì)胞微環(huán)境，從而保證了腸干細(xì)胞活性和機(jī)能的維持過程。
該成果于5月8日在線發(fā)表于Cell Press旗下的Stem Cell Reports雜志。動(dòng)物所研究員林鑫華為該文章通訊作者。該研究得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院干細(xì)胞先導(dǎo)項(xiàng)目的資助。
動(dòng)物所揭示細(xì)胞外基質(zhì)成份Perlecan調(diào)控腸道干細(xì)胞活性的機(jī)制
