乙酰硫酸肝素蛋白聚糖（HSPGs）是細胞外基質的重要組成成分，由核心蛋白和硫酸乙酰肝素粘多糖（HS）構成。HSPGs對信號配體，如Wingless（Wg），Dpp，Hedgehog（Hh）等重要的形態(tài)發(fā)生素梯度分布和細胞信號激活水平發(fā)揮重要的調節(jié)作用。干細胞維持和發(fā)育需要干細胞微環(huán)境（niche）的存在和調控，而細胞外基質對微環(huán)境中各種信號配體的分布和活性恰好起到關鍵而重要的調節(jié)作用。迄今為止，針對果蠅腸道系統(tǒng)中HSPGs蛋白家族成員的功能和作用還鮮有報道。中國科學院動物研究所細胞信號轉導與發(fā)育機理研究組率先揭示了Perlecan這一HSPGs家族成員，如何通過對干細胞微環(huán)境和腸干細胞的活性及機能進行調控，進而促進果蠅中腸穩(wěn)態(tài)的正常維持。
干細胞的發(fā)育命運與干細胞微環(huán)境密切相關，該種微環(huán)境是由特定的細胞群體和細胞外基質成分以及各種信號配體成分構成的。干細胞微環(huán)境首先保證干細胞有適宜的定位場所，因此產生必要的細胞間粘附。另一方面，干細胞微環(huán)境需保證各種細胞信號通路配體的豐度水平，并且干細胞微環(huán)境中的基質成分同樣對干細胞信號通路的激活產生必要的控制作用。該項研究證實了在果蠅腸道器官中存在一類重要的細胞基質成員Perlecan，其可以調控成體果蠅中腸后部干細胞在基底層的定位和維持，從而影響了干細胞的發(fā)育命運。缺失Perlecan的突變體克隆中，腸干細胞（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胞活性維持所必需的JAK/STAT、EGFR信號通路并無關聯(lián)，而是通過干細胞自主分泌的Perlecan蛋白來直接促進干細胞與基底膜的黏附并且參與形成正常的干細胞微環(huán)境，從而保證了腸干細胞活性和機能的維持過程。
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、國家自然科學基金委和中國科學院干細胞先導項目的資助。
動物所揭示細胞外基質成份Perlecan調控腸道干細胞活性的機制
