长久以来，人们对组织和器官中“干细胞的数目是如何被确定的”这个问题有着浓厚的研究兴趣。通过对哺乳动物造血干细胞和果蝇卵巢生殖干细胞的研究，美国Sean Morrison实验室和AllenSpradlling实验室提出干细胞微环境的理论去解释干细胞数目和位置的决定机制。然而，对于像上皮这类缺乏明确干细胞微环境的组织器官，其干细胞数目在发育中是如何被确定的？人们还知之甚少。
2018年，研究人员发现哺乳动物的肠上皮下端细胞（telocytes），分泌Wnt信号分子，形成了从隐窝底部到绒毛顶端的Wnt信号浓度梯度，从而维持了隐窝中Lgr5+肠道干细胞的干性，被认为是哺乳动物肠道干细胞（ISC）的微环境细胞。然而，肠道干细胞微环境理论不能解释为何每个肠道隐窝切片中只存在大约3.5个Lgr5+ ISCs。因为如果肠道隐窝中ISC数目仅仅由分泌Wnt的微环境细胞所决定，那么所有与最底部telocytes所接触的上皮细胞都应该成为肠道干细胞。这，显然与事实不符。因此，在上皮组织中，必然存在独立于微环境决定干细胞数目的分子机制，最终在发育的过程中，形成了确定的干细胞数目。
2023年2月11日，华中科技大学基础医学院教授郭峥课题组（共同一作为武松博士，杨洋硕士和汤睿智博士）在 Cell Reports 杂志在线发表了题为Apical-basal polarity precisely determines intestinal stem cell number by regulating Prospero threshold的研究论文，提出了干细胞所固有的顶端-基底极性通过调控不对称分布转录因子Prospero的阈值，精确调控果蝇肠道干细胞数目的分子机制。
该项工作通过遗传和细胞生物学实验，提出了果蝇蛹期肠道发育过程中干细胞数目与谱系决定的四项基本原则。在干细胞微环境理论之外，证明了干细胞内部的细胞极性分子通过调控转录因子的阈值，可以精确的控制干细胞的数目。此外，该项研究所揭示了pISC的谱系与SOP谱系存在Notch信号激活和谱系形成之间的巨大相似性，结合该研究组之前的工作，pISC的不对称分裂是一种介于NB和SOP之间的状态，将对不对称分裂的深入理解起到桥梁作用。
原文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(23)00104-3
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