6月17日《热心肠日报》，我们解读了10篇文献，重点关注：细胞器、肠上皮、可移动遗传元件、LncRNA、干细胞、剪切应力、生物膜、类器官、平滑肌、脂质代谢。

Nature：果蝇肠道中发现新的“细胞器”

自然——[69.504]

饲喂果蝇膦甲酸抑制细胞对磷的吸收，发现无机磷酸盐（Pi）缺乏导致细胞数量激增。当磷酸盐耗尽时，PXo 基因的表达也会降低； 通过抑制PXo表达或完全删除该基因，在无机磷酸盐缺乏时也会出现同样的效果，提示PXo在磷酸盐转运中发挥关键作用； 免疫染色和超微结构分析发现PXo特异性出现在一种以前未知的多层膜中，将其命名为PXo小体（一种新发现的细胞器）； PXo体是细胞质Pi水平的关键调节因子，能有效控制组织再生和稳态。

[编者评]

无机磷酸盐（Pi）是生命中最重要的分子之一，参与大多数生理反应。在动物中，尽管人们对循环Pi 的激素调节了解很多，但对细胞内Pi 代谢和信号传导知之甚少。近日，哈佛大学研究人员在《自然》杂志上发表了最新研究成果，鉴定了昆虫肠道细胞中储存磷的细胞器，并发现了无机磷酸盐参与肠道稳态调节的机制，值得关注。 (@九青成)

【原始信息】

磷酸盐感应细胞器调节磷酸盐和组织稳态

2023-05-03, doi: 10.1038/s41586-023-06039-y

Nature：结肠上皮逆转座变异研究

自然——[69.504]

对899个单细胞克隆进行单细胞全基因组序列分析，鉴定出1708个长散布重复序列介导的逆转录转座事件（soL1Rs）； soL1Rs与年龄呈正相关，胚胎发育期间发生较多的逆转录转座事件。指纹图谱发现34个逆转录转座元件L1； L1启动子去甲基化影响转录，其表观遗传变化主要发生在胚胎发育过程中； 重甲基化不足的范围位于rc-L1启动子处，范围较大。大多数L1 转录本对正常细胞中的soL1R 无效； soL1R可广泛插入基因组区域，并在靶位点具有断点序列，可增加结直肠肿瘤的发生。

[编者评]

体细胞在人体的整个生命史中不断积累基因组变化。体细胞基因组遗传变异包括单个碱基的变化和转座引起的更复杂的变化。由于技术原因，以往体细胞遗传变异的研究主要集中在单个碱基的变化，而转座引起的变异的研究相对较少。最近发表在《自然》主刊上的一篇研究论文对从28 个个体中分离建立的三个细胞群进行了单细胞测序分析，并分析了这些体细胞中的逆转录转座事件，为了解人类个体的整个生命提供了见解。在此过程中基因组和表观遗传水平上转座事件的调控提供了重要的线索和科学证据。 （@中华）

【原始信息】

正常结直肠上皮中广泛存在的体细胞L1 逆转座

2023-05-10, doi: 10.1038/s41586-023-06046-z

LncRNA EPR调节肠道粘液的产生，并防止炎症和肿瘤的发生

核酸研究——[19.16]

结肠特异性条件性敲除lncRNA EPR（EPR cKO）导致小鼠近端大肠上皮过度增殖、粘液生成和分泌受损以及炎症浸润； 结肠隐窝转录组重排，杯状细胞特异性因子（包括参与粘液蛋白合成、组装、运输和控制的因子）显着减少； EPR cKO小鼠结肠粘膜完整性和通透性受损，对DSS诱导的结肠炎和肿瘤更加敏感； EPR在人类癌细胞系和癌症中下调，而结肠癌细胞系中EPR的过表达导致促凋亡基因表达增强； EPR 直接与参与粘液代谢的基因相互作用。

[编者评]

LncRNA EPR在上皮组织中表达，与染色质结合，控制小鼠乳腺细胞的各种生物活性。 Nucleic Acids Research 最近发表的一篇文章发现，EPR 在肠道中高表达，调节肠道粘液的产生，并预防炎症和肿瘤。 （@刘章泰）

【原始信息】

LncRNA EPR 调节肠道粘液产生并预防炎症和肿瘤发生

2023-04-18，doi: 10.1093/nar/gkad257

Cell子刊：细菌产生的基因毒素tilmycin引起结肠干细胞突变

细胞报告——[9.995]

[编者评]

人类肠道的早期定植者包括产生-乳糖酶的克雷伯菌属物种，它们也携带用于非核糖体肽肠毒素生物合成的til 基因。该群体的过度生长导致肠腔中DNA 烷化剂替利霉素(TM) 及其衍生物替利瓦林的浓度升高。 Cell Reports最近发表的一篇文章发现，til+产酸克雷伯菌定植小鼠肠道后，产生基因突变诱变剂TM。 TM分布在整个肠道并深入到结肠隐窝。几天内短暂接触TM 会导致结肠上皮干细胞发生体细胞突变。 （@刘章泰）

【原始信息】

微生物源性基因毒素替利霉素会导致结肠干细胞突变

2023-03-02，doi: 10.1016/j.celrep.2023.112199

Science子刊：剪切应力可调节果蝇肠道干细胞增殖

科学进展——[14.957]

剪切应力传感调节成年果蝇肠干细胞（ISC）增殖和上皮细胞数量； 在所有上皮细胞类型中，剪切应力而非其他机械力特异性地激活肠内分泌细胞； 这种激活是由TrpA1介导的，TrpA1是肠内分泌细胞中表达的Ca2+通透性通道； 特异性破坏TrpA1对剪切应力的敏感性，但不破坏化学敏感性，显着降低肠道干细胞的增殖和中和作用。肠上皮细胞的数量； 剪切应力作为自然机械刺激激活肠内分泌细胞中的TrpA1。 TrpA1 调节ISC 的Ca2+ 振荡，从而调节ISC 的行为。

[编者评]

最近发表在《科学进展》上的一篇文章发现，剪切应力可以控制成年果蝇的肠道干细胞增殖和中肠细胞数量。 （@刘章泰）

【原始信息】

TrpA1是调节果蝇肠道干细胞增殖的剪切应力机械传感通道

2023-05-24, doi: 10.1126/sciadv.adc9660

肠内流体或影响菌群生物膜

PNAS——[12.779]

由人类共生菌Bacteroides thetaiotaomicron（Bt）和Bacteroides fragilis（Bf）组成的模型群落可以在流动中形成坚固的生物膜； 葡聚糖是一种多糖，易被Bt 代谢，但不易被Bf 代谢。但其发酵可产生促进Bf生长的公共营养物质； 结合模型和实验发现，在流动中，Bt生物膜共享葡聚糖代谢副产物，促进Bf生物膜形成； 通过输送这种公共养分构建流体流动。群落在空间上是组织的，Bf位于Bt的下游； 强水流可以通过限制生物膜表面的有效公共营养物浓度来消除Bf生物膜的形成。

[编者评]

肠道微生物群在宿主健康中发挥着至关重要的作用，许多化学因素调节微生物群落的组成和结构，但力学在其中的作用目前尚不清楚。近日，发表在《PNAS》上的这篇文章发现，流体流动通过塑造不同物种的代谢相互作用，影响肠道生物膜群落的空间组织和组成，并表明流体等物理因素对细菌菌群和人类的组成产生巨大影响。对健康的影响。 （@圆圈）

【原始信息】

流体流动通过分配公共物品来构建肠道微生物群生物膜群落

2023-06-12, doi: 10.1073/pnas.2217577120

Nature子刊：研究肠隐窝及其间充质微环境互作的新型类器官

自然通讯——[17.694]

构建了由上皮细胞和不同基质细胞亚型组成的结肠组件系统； 这些组件概括了类似于体内细胞多样性和组织的成熟隐窝的发育，包括基底干/祖细胞区室的维持，以及它们成熟为分泌/吸收细胞类型； 这一过程得到隐窝周围自组织基质细胞的支持。这些细胞的位置和结构与体内组织相似，支持干细胞更新的细胞类型与干细胞区室相邻； 上皮细胞或基质细胞中缺乏BMP 受体的组合不能正确形成隐窝，即BMP 是沿隐窝轴区域化的核心决定因素。

[编者评]

胃肠道隐窝的细胞组织是由基质微环境的不同细胞精心策划的，但现有的体外模型无法完全重现上皮和基质之间的相互作用。 Nature Communications最近发表的一篇文章构建了一个由上皮细胞和不同基质细胞亚型组成的结肠组装系统，该系统可以重现上皮隐窝和间充质微环境之间的相互作用。 （@刘章泰）

【原始信息】

建立胃肠道组合体以研究上皮隐窝与其间充质生态位之间的相互作用

2023-05-25，doi: 10.1038/s41467-023-38780-3

Nature子刊：用胃源性类器官恢复葡萄糖稳态

自然细胞生物学——[28.213]

描述了培养的人胃干细胞分化为含有胃胰岛素分泌细胞（GINS）的类器官，其分子特征和功能与细胞相似； 通过hGSC 扩增、NPM 诱导和逐步小分子刺激GINS 类器官高效生成，含有约70% 的胰岛素产生细胞； 利用scRNA-seq技术分析类器官，发现GINS含有4种与胰岛内分泌细胞相似的激素内分泌细胞，其中样细胞可以表达大部分关键的细胞标志物； 将GINS类器官移植到链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠体内，可以快速抑制高血糖，维持血糖稳态100天以上。

[编者评]

【原始信息】

胃源性人胰岛素分泌类器官恢复葡萄糖稳态

2023-04-27, doi: 10.1038/s41556-023-01130-y

lncRNA Carmon是胃肠道平滑肌收缩功能和运动的关键调节因子

消化内科——[33.883]

lncRNA——Carmon在人和小鼠胃肠道内脏平滑肌细胞（SMC）中高表达； Carmon 敲除KO (gKO) 和诱导型SMC 特异性KO (iKO) 小鼠均过早死亡，且与胃肠道假基因有关。梗阻、胃肠道严重扩张，与盲肠、结肠段蠕动障碍有关； 与对照小鼠相比，Carmon KO小鼠胃肠道严重扩张，胃肠道传导明显延迟，胃肠收缩力受损； SMC Carmon KO 通过降低收缩基因表达促进SMC 表型转变，从而损害肌源性运动，并通过破坏结肠肌层细胞间连接来损害神经源性运动。

[编者评]

内脏平滑肌细胞（SMC）是胃肠道的组成部分，调节胃肠道运动。 SMC 收缩受到翻译后信号传导和分化状态的调节。 SMC 收缩受损与显着的发病率和死亡率相关，但调节SMC 特异性收缩基因表达的机制尚不清楚。 Gastroenterology近期发表的文章发现，长链非编码RNA ——Carmon在胃肠道SMC中高表达，而Carmn对于维持小鼠胃肠道平滑肌细胞的收缩功能至关重要，而Carmn功能的丧失可能导致人类内脏肌患病。这是第一个证明lncRNA在内脏SMC表型调节中发挥重要作用的研究。 （@刘章泰）

【原始信息】

长非编码RNA Carmn 是胃肠道平滑肌收缩功能和运动的关键调节因子

2023-04-06, doi: 10.1053/j.gastro.2023.03.229

Cell子刊：整合素配体MFGE8如何调控肠道脂质吸收和代谢？

细胞报告——[9.995]

[编者评]

【原始信息】

MFGE8通过CES酶的HNF4依赖性转录将膳食脂肪酸的吸收与肠细胞脂质储存的分解代谢联系起来

2023-03-15，doi: 10.1016/j.celrep.2023.112249

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