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肠隐窝基底柱状细胞（CBCs）易受损伤，其缺失时再生依赖替代细胞。本研究探讨褪黑素在肠再生中的作用，发现其与 PGE?协同通过 EP4-YAP 轴诱导复苏干细胞（RSC），促进肠修复，为再生医学提供新策略。
在人体肠道的精密运作中，肠隐窝基底柱状细胞（Crypt Base Columnar Cells, CBCs）如同勤劳的 “修缮工”，持续承担着肠道黏膜稳态更新的重任。然而，这些关键细胞却十分脆弱，极易受到化疗药物、炎症等细胞毒性损伤。当 CBCs 遭遇灭顶之灾时，肠道的再生大业就需要依赖其他 “替补队员”—— 通过类似胎儿时期的重编程和适应性分化过程来重建上皮屏障。其中，一种名为复苏干细胞（Revival Stem Cells, RSC）的罕见慢循环细胞群，成为了肠道修复的 “希望之星”：它们能被基质微环境分泌的前列腺素 E2（Prostaglandin E2, PGE2）激活，进而通过刺激 YAP 通路推动再生进程。但如何高效调控这类内源性干细胞的活性，一直是再生医学领域亟待攻克的难题。
来自韩国釜山国立大学（Pusan National University）的研究团队瞄准这一关键科学问题，展开了深入探索。他们将目光投向了长期被忽视的褪黑素 —— 这种由肠内分泌细胞（Enteroendocrine Cells, EECs）大量分泌的激素，除了调节昼夜节律外，是否在肠道再生中扮演着隐秘角色？研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上，揭示了褪黑素与 PGE2协同促进肠道修复的新机制，为肠损伤治疗开辟了新思路。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：利用小鼠小肠类器官（Intestinal Organoids, IOs）模型进行功能研究，通过 FUCCI 报告系统追踪细胞周期动态，运用微阵列分析和单细胞 RNA 测序（Single-Cell RNA Sequencing, scRNA-seq）解析转录组变化，借助流式细胞术检测细胞表面标志物，并建立葡聚糖硫酸钠（Dextran Sulfate Sodium, DSS）诱导的结肠炎小鼠模型验证体内效应。
在类器官实验中，褪黑素处理并未影响细胞存活，却显著抑制了增殖。FUCCI 系统显示，细胞周期从 S/G?/M 期（DNA 复制及分裂期）快速转向 G?/G?期（静息期），同时 p27?静息细胞比例显著增加，表明褪黑素可诱导类器官进入类似休眠的静息状态。转录组分析发现，褪黑素处理的类器官中，损伤应答修复上皮相关基因集显著富集，且基因表达模式与胎儿来源的类器官高度相似，同时伴随 YAP 蛋白总表达量增加及其核转位增强，提示褪黑素通过激活 YAP 通路驱动再生相关程序。
单细胞测序进一步揭示，褪黑素处理虽未显著改变 Ly6a? RSC 比例，却减少了 CBCs，同时增加了肠上皮细胞及其祖细胞（EC/EP）和肠内分泌细胞（EECs）的比例。值得注意的是，EECs 中的 EEC2 亚群在褪黑素作用下显著扩增，其干细胞性评分（通过 CytoTRACE 分析）显著升高，暗示该亚群可能是再生能力增强的关键。在 5 - 氟尿嘧啶（5-FU）诱导的类器官损伤模型中，褪黑素处理后 EdU?增殖细胞数量和出芽率显著恢复，证实其促进修复的功能。
当褪黑素与 PGE2联合使用时，二者展现出强大的协同效应：与单独PGE2处理相比，联合处理（PM）显著促进类器官向球体转化，并使 Sca-1+ RSC 比例大幅提升。机制研究表明，这种协同作用依赖于 PGE2的 EP4 受体而非 EP2 受体 —— 使用 EP4 抑制剂可阻断球体形成和 RSC 诱导，而 EP2 抑制剂无显著影响。分子层面，PM 处理组的 YAP 蛋白激活水平显著高于单独 PGE?组，表明褪黑素通过增强 EP4-YAP 信号轴强化 RSC 诱导。
在 DSS 诱导的结肠炎小鼠模型中，PM 治疗组展现出显著的保护效应：小鼠体重下降幅度最小且恢复最快，组织学分析显示上皮修复程度远超其他组。免疫组化结果显示，PM 处理使损伤隐窝区 YAP 核转位更早发生，同时 Sca-1+ RSC 比例进一步增加，印证了二者在体内对 RSC 诱导的协同增强作用。
本研究首次揭示褪黑素可通过整合到 PGE2-EP4-YAP 信号轴，在体内外诱导肠上皮细胞的损伤应答重编程和 RSC 生成。这一发现不仅拓展了褪黑素的非昼夜节律功能，更首次将其定义为促再生调节因子，为肠道损伤（如炎症性肠病、放化疗所致肠损伤）的治疗提供了极具潜力的新靶点和联合用药策略。未来，围绕褪黑素与 PGE2的协同机制展开深入研究，有望开发出更高效的肠道再生疗法，为再生医学领域带来突破性进展。
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