關(guān)于調(diào)控腸道Paneth細(xì)胞的命運(yùn)的MAPK，Notch信號(hào)通路

張滿蕊

Paneth細(xì)胞是有絲分裂后的細(xì)胞腸支持干細(xì)胞生態(tài)位和粘膜免疫的上皮細(xì)胞。Paneth細(xì)胞病理在各種胃腸道疾病中被觀察到，但它們的可塑性和對(duì)基因組和環(huán)境挑戰(zhàn)的反應(yīng)仍不清楚。我們利用小鼠Lyz 1位點(diǎn)上的基因敲除基因，進(jìn)行了詳細(xì)的Paneth細(xì)胞譜系追蹤。輻照激活Notch的信號(hào)傳遞和強(qiáng)制表達(dá)Notch潘氏細(xì)胞的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（NICD）不激活Wnt/β-catenin途徑，而是誘導(dǎo)其去分化。這項(xiàng)研究記錄了Paneth細(xì)胞的可塑性（1），特別是它們?cè)诟杉?xì)胞丟失后參與上皮補(bǔ)充的能力，增加了越來(lái)越多的知識(shí)，詳細(xì)說(shuō)明了控制損傷誘導(dǎo)再生的分子途徑。

通過(guò)對(duì)小鼠進(jìn)行條件誘變，觀察到Shp 2介導(dǎo)的MAPK信號(hào)通路決定了Paneth和杯狀細(xì)胞命運(yùn)的選擇，也影響了表達(dá)富含亮氨酸重復(fù)序列的受體5（Lgr5）的干細(xì)胞。大鼠酪氨酸磷酸酶Shp2的消融腸上皮細(xì)胞減少M(fèi)APK信號(hào)，導(dǎo)致杯狀細(xì)胞減少，同時(shí)促進(jìn)Paneth細(xì)胞的發(fā)育。而條件性絲裂原活化蛋白激酶1（MEK 1）激活則可挽救Shp 2表型，促進(jìn)杯狀細(xì)胞生長(zhǎng)，抑制Paneth細(xì)胞的產(chǎn)生。Shp 2的突變也擴(kuò)大了Lgr5+干細(xì)胞的縫隙，這可能受到激活的MEK 1信號(hào)的限制（2）。Lgr5+干細(xì)胞數(shù)量的變化伴隨著Paneth細(xì)胞的改變，提示Shp 2/MAPK信號(hào)可能直接或通過(guò)Paneth細(xì)胞影響干細(xì)胞的生長(zhǎng)。

Paneth細(xì)胞是一種形態(tài)獨(dú)特、功能獨(dú)特的iecs群體，它與lgr5共同占據(jù)著隱窩的基礎(chǔ)。+干細(xì)胞。Paneth細(xì)胞的壽命約為60天。典型Wnt信號(hào)誘導(dǎo)Paneth Celis，對(duì)于地窖底部的細(xì)胞定位。一旦最終分化，Paneth細(xì)胞就退出細(xì)胞周期和不表達(dá)CBC或增殖細(xì)胞標(biāo)記。離體器官形成能力代表了克隆性干細(xì)胞。據(jù)推測(cè)，Paneth細(xì)胞缺乏自我更新的能力，如果單獨(dú)播種就不能形成類細(xì)胞器。Paneth細(xì)胞通過(guò)分泌生長(zhǎng)因子（例如Wnts）來(lái)支持隱窩干細(xì)胞生態(tài)位并通過(guò)產(chǎn)生抗菌肽來(lái)維持粘膜固有免疫。胃腸道粘膜病變中Paneth細(xì)胞的異常表現(xiàn)是一種稱為Paneth細(xì)胞化生的病理改變，在胃腸道臨床病理如結(jié)直腸癌（CRC）和炎癥性腸病（IBD）中常見(jiàn)。Paneth細(xì)胞對(duì)粘膜損傷或CRC驅(qū)動(dòng)突變的反應(yīng)仍然需要澄清。

通過(guò)一個(gè)需要下調(diào)Notch通路的過(guò)程進(jìn)行分化。它們儲(chǔ)存和釋放抗菌肽的能力保護(hù)宿主免受腸道病原體的侵襲，并控制腸道炎癥。本文通過(guò)直接磷酸化來(lái)控制EZH 2的穩(wěn)定性，證明在Atoh 1和Gfi1水平上，pkcλ/ι是Paneth細(xì)胞分化所必需的。上皮細(xì)胞中PKCλ/ι的選擇性失活導(dǎo)致成熟Paneth細(xì)胞的丟失，增加細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。重要的是，隨著克羅恩病的進(jìn)展，人Paneth細(xì)胞中PKCλ/ι的表達(dá)降低。大腸癌患者Kaplan-Meier生存分析顯示：PRKCI水平與患者的生存狀況顯著相關(guān)（3）。因此，PKCλ/ι是腸道炎癥和癌癥的負(fù)調(diào)節(jié)因子，它在Paneth細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)中起著重要的作用。

根據(jù)基因富集譜和組織學(xué)分析，小腸中Shp 2的消融既會(huì)引起Paneth細(xì)胞增多，也會(huì)引起上皮干細(xì)胞數(shù)量的增加。這種聯(lián)系很有趣，因?yàn)榭刂菩∧c干細(xì)胞小生境通常被分配給Paneth細(xì)胞，這些細(xì)胞提供已知對(duì)維持干細(xì)胞至關(guān)重要的Wnt信號(hào)。然而，Paneth細(xì)胞似乎并不是唯一的責(zé)任;MAPK的持續(xù)激活導(dǎo)致Paneth細(xì)胞完全丟失，減少但不完全消除推定的Lgr5+干細(xì)胞（4）。因此，Paneth細(xì)胞的缺乏并沒(méi)有完全破壞干細(xì)胞的功能。這證實(shí)了最近的研究發(fā)現(xiàn)，Paneth細(xì)胞基因消融后，Lgr5+干細(xì)胞減少，但不是完全喪失。相反，在類細(xì)胞器培養(yǎng)中，兩種細(xì)胞類型之間的相互作用至關(guān)重要：Lgr5+干細(xì)胞只有在Paneth細(xì)胞存在的情況下才能產(chǎn)生細(xì)胞器。這一差異表明，在體內(nèi)，額外的細(xì)胞類型，如基質(zhì)成分，可能會(huì)產(chǎn)生在沒(méi)有Paneth細(xì)胞的情況下允許干細(xì)胞維持的因素。燒蝕Shp2可以間接增加Lgr5+細(xì)胞的數(shù)量，即通過(guò)增加Paneth細(xì)胞的數(shù)量，從而產(chǎn)生刺激干細(xì)胞的因素。這一觀點(diǎn)得到了實(shí)驗(yàn)的支持，即刺激Wnt信號(hào)產(chǎn)生額外的Paneth和Lgr5+細(xì)胞?；蛘撸黾拥腤nt信號(hào)可能允許維持額外的Lgr5+干細(xì)胞或損害其分化。還需要進(jìn)一步的工作來(lái)確定Paneth細(xì)胞和其他細(xì)胞群體為小腸干細(xì)胞提供的因素。

參考文獻(xiàn)：

（1）The intestinal crypt， a prototype stem cell compartment.Clevers H Cell. 2013 Jul 18; 154（2）：274-84.

（2）Cellular inheritance of a Cre-activated reporter gene to determine Paneth cell longevity in the murine small intestine. Ireland H， Houghton C， Howard L， Winton DJ Dev Dyn。 2005 Aug; 233（4）：1332-6.

（3）Paneth cell multi-potency induced by Notch activation following injury

Cell Stem Cell. 2018 Jul 5; 23（1）： 46–59.e5.

（4）Shp2/MAPK signaling controls goblet/paneth cell fate decisions in the intestine。 Proc Natl Acad Sci U S A。 2014 Mar 4; 111（9）： 3472–3477.