據外媒報道，人體腸道由40多平方米的組織組成，內部表面有許多類似山谷和山峰的褶皺，這樣的結構能夠增加人體對營養的吸收。另外，腸道還有一個獨特的特點，即處於一種不斷自我更新的狀態。這意味着約每5天它內壁的所有細胞都要更新一次，這樣做的目的是保證正常的腸道功能。
截止到目前，科學家們知道，這種更新可能要感謝幹細胞，這些幹細胞在所謂的腸隱窩中受到保護併產生新的分化細胞。然而，導致隱窩內凹和新細胞向腸峰遷移的過程尚不清楚。
現在，一個由ICREA研究教授和IBEC組長Xavier Trepat領導的國際團隊跟IRB、巴塞羅那大學和加泰羅尼亞理工大學及巴黎居里研究所的研究人員合作破解了導致隱窩採用並保持其內凹的機制以及在不失去小腸特有的摺疊形狀的情況下細胞是如何向峰值移動的。相關研究報告已發表在《Nature Cell Biology》上。
據了解，研究人員利用小鼠幹細胞和生物工程和機械生物學技術開發出了小腸–一種類似於峰谷三維結構的類器官並在體內重現組織功能。通過利用同一小組開發的顯微鏡技術，研究人員首次進行了高分辨率實驗從而獲得顯示每個細胞施加的力的3D地圖。
另外，通過這種體外模型，研究人員們已經證明，新細胞向峰值的運動也受到了細胞自身施加的機械力的控制，尤其是細胞骨架，這是一個決定和維持細胞形狀的纖維絲網絡。
研究人員Gerardo Ceada指出：“跟之前人們所認為的相反，我們已經能確定並不是腸隱窩的細胞推動了新細胞的上升，然而正處於頂峰的細胞把新的細胞拉上來，就像一位登山者幫助另一位登山者把他拉上來一樣。”
“通過這個系統，我們發現隱窩是內凹的，因為細胞的上表面比底部有更多的張力，這導致它們採用錐形形狀。當這種情況在幾個相鄰的細胞中發生時，結果是組織摺疊併產生一種峰谷交替的模式，”研究人員Carlos Perez-Gonzalez補充道。
新的迷你腸模型將允許在可重複和真實的條件下對癌症、乳糜瀉或結腸炎等疾病展開進一步研究，即幹細胞不受控制的增殖或褶皺的破壞。此外，腸道類器官可以用人體細胞製造並用於開發新葯或研究腸道微生物群。