蛇与人类肠道再生的研究

人体消化系统是一个复杂且高度适应性的器官，通过持续的肠道再生过程来维持其功能。这种生物能力确保肠道内壁不断更新，从而有效消化和吸收营养物质。最近对蛇，特别是蟒蛇和蟒蛇独特的再生能力的研究，为人类肠道再生，特别是胃肠道疾病提供了新的见解。

人类肠道再生的基础知识

在人类中，肠壁的再生是一个缓慢但稳定的过程。肠道内衬有一种干细胞，存在于称为肠隐窝的小袋中。这些肠隐窝位于肠壁上。这些隐窝负责产生新细胞来取代旧的或受损的细胞，维持肠内壁的完整性，并确保其能够应对日常消化和营养吸收的压力。

这个过程持续发生，但与其他动物（例如某些爬行动物）相比，肠细胞的更换速度相对较慢。这种细胞再生在保护肠道免受压力、感染或饮食相关问题等因素引起的疾病和损伤方面发挥着至关重要的作用。了解这一过程对于改善胃肠道疾病的治疗至关重要，例如克罗恩病、乳糜泻，甚至结直肠癌。

蛇的肠道再生速度极快

与人类不同的是，一些蛇，例如蟒蛇和蟒蛇，在长期禁食后具有惊人的彻底且极快的肠道再生能力。这些爬行动物可以在不进食的情况下存活数周，在此期间它们的肠道会收缩并且几乎失去功能。然而，一旦这些爬行动物吃完一顿饭，它们的肠道就会迅速再生，肠道质量在短短 48 小时内就会增加一倍多。这个快速过程重建了消化和吸收食物所需的大部分肠道细胞和结构。

这种现象尤其引人注目，因为像蟒蛇这样的蛇没有肠隐窝——而肠隐窝是哺乳动物中驱动再生的结构。尽管如此，蛇在进食后仍能实现非凡的再生生长。肠道功能的快速恢复伴随着蛇整体生理和新陈代谢的重大转变，使它们能够在长时间禁食后有效消化大餐。

蛇研究的见解

来自德克萨斯大学阿灵顿分校、德克萨斯大学西南医学中心和阿拉巴马大学的一组研究人员通过对 RNA 基因进行测序，对蟒蛇的再生过程进行了详细研究。这项研究表明，尽管蟒蛇没有肠隐窝，但它仍然激活保守的细胞途径。这些途径是生物信号传导途径，也存在于人类中。这些途径对于调节身体对营养可用性的反应至关重要，并且在蛇中以独特的方式被激活以促进快速再生。

这项研究最有趣的发现之一是，其中一些通路类似于人类在某些代谢手术后激活的通路，例如 Roux-en-Y 胃绕道手术，一种用于治疗肥胖和 2 型糖尿病的手术方法。这种相似性表明，研究蛇的肠道再生可以深入了解人类肠道如何应对新陈代谢、营养可用性和压力的变化，从而有可能改善多种消化系统疾病的治疗。

BEST4+细胞在肠道再生中的作用

这项研究的一个重要方面集中于一种特定类型的肠道细胞（称为 BEST4+ 细胞）的作用。这些细胞存在于蟒蛇和人类中，但在通常研究的哺乳动物（例如小鼠）中尤其不存在。研究发现，BEST4+ 细胞在再生早期阶段通过促进脂质转运和代谢发挥中央调节作用。这些是重建肠壁的关键功能。

在人类中，这些细胞可能发挥比之前想象的更重要的作用。了解这些细胞对肠道健康的贡献可以通过针对这些关键细胞及其功能，为治疗肠道和代谢疾病开辟新的治疗途径。

对人类健康的影响

对蛇肠道再生的研究扩展了我们对不同动物如何进化以不同方式应对相同生理挑战的认识。通过更多地了解蛇在没有肠隐窝的情况下再生肠道的方式，研究人员现在可以探索类似的途径如何在人类中发挥作用，并确定潜在的治疗目标。

这项研究对于加强胃肠道疾病的治疗尤其重要，例如克罗恩病、乳糜泻和某些癌症，其中肠道再生和修复至关重要。它还可能带来关于人体如何适应饮食、新陈代谢甚至压力的重大变化的新见解。

此外，了解极端肠道再生的生物学可能对于解决糖尿病等代谢疾病至关重要，在这些疾病中，身体对营养物质可用性变化的反应能力受到损害。研究蛇如何调节这些过程可以揭示改善人类代谢健康的新治疗靶点。

信息来源： Aundrea K. Westfall 等人。 [Single-cell resolution of intestinal regeneration in pythons without crypts illuminates conserved vertebrate regenerative mechanisms, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)]。 DOI：10.1073/pnas.2405463121