腸道對於維持我們的能量平衡至關重要，並且是對營養和營養平衡的變化做出快速反應的好手，它在腸道細胞的幫助下設法做到這一點，這些細胞除其他外專門負責吸收食物養分或分泌荷爾蒙。成年人類腸道細胞每五到七天就會再生一次。從腸道幹細胞中不斷更新和發展所有類型的腸道細胞的能力對於消化系統的自然適應性至關重要。
腸道幹細胞為綠色 細胞分裂為紅色
然而，長期的高糖和高脂肪飲食破壞了這種適應性，並可能導致肥胖症、2型糖尿病和胃腸道癌症的發展。
這種適應不良背後的分子機制是海科·利克特和他在慕尼黑亥姆霍茲和慕尼黑工業大學的小組研究領域的一部分。科學家們認為，腸道幹細胞在適應不良中發揮了特殊作用。研究人員使用一個小鼠模型，調查了高糖和高脂肪飲食的影響，並與對照組進行了比較。
從高卡路里飲食到胃腸癌風險增加
“我們注意到的第一件事是，在高卡路里飲食中，小腸的體積大大增加，”研究負責人Anika Böttcher說。”與慕尼黑亥姆霍茲的Fabian Theis計算生物學家團隊一起，我們隨後對來自控制飲食和高脂肪/高糖飲食餵養小鼠的27000個腸道細胞進行了分析。利用新的機器學習技術，我們因此發現，在不健康飲食的小鼠中，腸道幹細胞的分裂和分化速度明顯加快。”研究人員假設，這是由於相關信號通路的上調，這與許多癌症的腫瘤生長加速有關。”這可能是一個重要的環節。飲食影響代謝信號，導致腸道幹細胞過度生長，最終導致胃腸道癌症風險增加。”
在這種高分辨率技術的幫助下，研究人員還能夠研究腸道中罕見的細胞類型，例如，分泌激素的細胞。在他們的發現中，他們能夠表明，不健康的飲食會導致腸道中產生血清素的細胞減少。這可能導致腸道惰性（糖尿病的典型癥狀）或食慾增加。此外，該研究表明，吸收細胞適應高脂肪飲食，其功能增加，從而直接促進體重增加。
非侵入性療法的重要基礎研究
該研究的這些和其他發現使人們對與高熱量飲食有關的疾病機制有了新的認識。研究負責人Heiko Lickert在總結研究結果時說：”我們所發現的對於開發替代性非侵入性療法具有至關重要的意義。迄今為止，還沒有藥物方法可以預防、阻止或逆轉肥胖和糖尿病。只有減肥手術能使體重永久減輕，甚至能導致糖尿病的緩解。然而，這些手術是侵入性的，不可逆的，而且對醫療系統來說成本很高。新的非侵入性療法可以發生，例如，在激素水平上通過有針對性地調節血清素水平。”
該研究小組將在隨後的研究中研究這一方法和其他方法。