小肠对电离辐射高度敏感，较高剂量的全身照射或腹腔、盆腔肿瘤的临床放射治疗可引发不同程度的放射性肠损伤（Radiation induced intestinal injure，RIII）。RIII治疗方法以对症治疗为主，但其效果并不理想。先前的研究主要关注于DNA损伤、细胞凋亡、自噬、炎症和免疫反应过程中重要分子与信号通路的作用。然而，目前研究中RIII及其修复过程中细胞微环境的动态变化仍不甚清楚，这严重限制了RIII损伤机制的阐明和治疗策略的开发。
近日，军事医学研究院辐射医学研究所研究员周钢桥/卢一鸣课题组与李杨课题组在Communications Biology杂志上发表论文Single-cell map of dynamic cellular microenvironment of radiation-induced intestinal injury，在单细胞水平构建了RIII及其修复过程中肠道细胞微环境的动态变化图谱，对干细胞与髓系细胞在RIII及其修复过程中的作用进行了系统解析。
研究者首先对肠道微环境中多种细胞类型及其亚型的放射敏感性进行了探究，发现大多数肠道干细胞和免疫细胞亚型表现出较强的放射敏感性，而内皮细胞和基质细胞亚型则表现出抗辐射性。此外，肠上皮细胞、肠内分泌细胞和杯状细胞在各自亚型中表现出高度的放射敏感性异质性。
研究鉴定到包括Lgr5+隐窝基地柱状细胞、+4干细胞、Clu+修复型干细胞在内的三种肠道干细胞亚型，并揭示了三种干细胞亚型在损伤与修复过程中不同变化模式。细胞轨迹分析表明它们之间存在复杂的相互转化关系。在免疫细胞中，发现Ly6c+单核细胞可以分别转化形成促炎性巨噬细胞和肠道驻留巨噬细胞。进一步通过细胞间通讯网络分析，揭示了巨噬细胞和内皮细胞之间存在相互招募与激活的过程，且这一过程能够对辐射诱导的炎症反应起到放大作用。总的来说，本研究为RIII及其修复过程中的细胞异质性及其动态变化特征进行了系统刻画，这将有助于加深对RIII发生发展机制的理解，促进RIII诊治过程中细胞特异性免疫治疗策略的开发。
军事医学研究院辐射医学研究所卢一鸣副研究员、周钢桥研究员和李杨研究员为论文的共同通讯作者，该所的路浩副研究员、硕士研究生闫华、李小宇为论文的共同第一作者。
