化生(metaplasia) 是指一种分化成熟的组织被另一种分化成熟的组织取代的过程。 是一种已分化的细胞转变为另一种细胞类型的方式，一般只能转变为性质相似的细胞。 机体的一种组织由于细胞生活环境改变或理化因素刺激，在形态和机能上变为另一种组织的过程，是机体的一种适应现象。

 化生通常是慢性炎症的结果，最典型的例子就是Barrett食管。Barrett食管由慢性反流性食管炎引起，有几个典型的化生例子，其中最常见的是Barrett食管。Barrett食管的其特点是在慢性酸反流时，食管下部的角质形成细胞被柱状细胞取代。这种化生被认为是一种癌前病变，其风险大约是食管腺癌的50倍。在过去的几十年里，食管腺癌的发病率急剧上升，医学界一直认为食管癌发病率增加与Barrett食管患病率增加的结果有关，但对食管化生发生的机制尚未完全清楚。

 

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近日，由比利时布鲁塞尔自由大学的Benjamin Beck教授领导研究团队发表在Cell Stem Cell上的研究中，报告了食管角质形成细胞转化为柱状细胞的机制。

研究团队与日本东京医科大学Sachiyo Nomura教授合作

利用最先进的遗传工具和小鼠模型剖析了食道细胞参与化生的分子机制。

研究观察到，在慢性酸反流时，上皮细胞会重新激活Hedgehog (Hh) 信号通路（Hh信号分子是一种由信号细胞所分泌的局域性蛋白质配体，作用范围很小，一般不超过20个细胞。）。

正常食道细胞中这一途径的重新激活改变了Hh信号通路，使正常食道细看起来像胚胎食道细胞。随后，这些细胞的一个子集被转化为柱状细胞。

转基因小鼠模型、谱系追踪、单细胞RNA测序以及转录和表观遗传学分析

该研究证明，Hh信号通路改变了几乎所有食道细胞的鳞状分化程序，但只在一小部分前体细胞中诱发了从鳞状到柱状的完全转化。而在柱状转化之前，有一个类似胚胎的表观遗传和转录程序，这表明角质形成细胞在激活另一个分化程序之前需要分化。体内条件性基因敲除表明转录因子Sox9在柱状转化过程中起着关键作用。
这项研究的第一作者、布鲁塞尔医学院的Alizée Vercauteren Drubbel表示，食道细胞随着时间的推移慢慢变化，仅仅通过激活体内的信号通路就能获得其他组织的特征，令人惊讶。而该研究结果也可以帮助医学界更好地了解化生的发展过程及其发展成癌症的过程，有助于发现癌症高危人群。也为癌症的治疗和早筛提供新方向。

综上，这项工作该研究结果强调了调节细胞可塑性的机制，这可能构成食管转分化和化生发展的第一步。

文献参考：

Alizée Vercauteren Drubbel et al. Reactivation of the Hedgehog pathway in esophageal progenitors turns on an embryonic-like program to initiate columnar metaplasia, Cell Stem Cell (2021). DOI: 10.1016/j.stem.2021.03.019