病童医院（SickKids）和居里研究所的一项新研究揭示了干细胞如何感知和响应它们的环境，对炎症性肠病和结直肠癌有启示。
干细胞通过化学信号和物理力量不断适应环境以维持器官和组织的健康。当干细胞不能发挥预期的功能时，它们会导致许多健康状况，包括炎症性肠病（IBD）和结肠直肠癌（肠癌），它们会继续分裂，直到形成肿瘤。
到目前为止，干细胞如何感知周围的物理力量仍不清楚，但由前SickKids博士后研究员Meryem Baghdadi博士，SickKids的Tae-Hee Kim博士和居里研究所的Danijela Vignjevic博士领导的《科学》杂志的新发现揭示了干细胞依赖于两个离子通道，称为PIEZO1和PIEZO2，以维持其生存。
“干细胞周围环境的物理特性对我们的健康至关重要，”发育与干细胞生物学项目的高级科学家Kim解释说。“有了这些知识，我们可以探索促进胃肠道再生的方法，不仅可以预防，还可以修复受损的干细胞。”
2018年，SickKids发育与干细胞生物学项目高级科学家黄希博士发现，压电离子通道影响脑癌肿瘤硬化。受到这项研究的启发，Kim的研究小组开始探索肠道中的干细胞如何利用压电通道保持健康和正常功能。
在临床前模型中，研究小组敲除（关闭）肠道中的PIEZO1和PIEZO2。结果是戏剧性的：在缺乏这两个压电通道的情况下，干细胞不能维持其必要的功能，导致严重的疾病和快速死亡。尽管先前已知这些压电通道具有不同的功能，但这项研究揭示了它们在干细胞维持中的意外冗余。
Kim和Vignjevic的实验室发现，压电离子通道帮助干细胞感知周围环境的物理变化，比如环境的硬度或弹性。没有这些通道，两个关键信号通路就会失衡，导致干细胞错过环境中的重要变化而不正确地分化。
“当压电通道缺失时，干细胞就不能保持干细胞状态。相反，它们会很快变成其他类型的细胞，导致严重的健康问题”。
这一发现对人类健康具有重大意义，特别是对具有异常干细胞活动的疾病，如IBD（加拿大增长最快的疾病之一）和肠癌（该国第三大常见癌症）。
“我们越来越多地发现，我们的细胞不仅仅是生物学上的，还有化学和机械信号在驱动细胞活动，”Kim说。“我们的身体如何以及为什么会对这些信号做出反应，不仅会为肠道健康，还会为人类健康的各个方面打开新的研究之门。”
