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科學(xué)家開發(fā)了識(shí)別腸道營(yíng)養(yǎng)傳感器的工具
發(fā)布時(shí)間:2024-10-25 點(diǎn)擊瀏覽:

研究小組已經(jīng)制定了識(shí)別腸道激素分泌調(diào)節(jié)因子的策略。為了應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的食物,這些激素由腸道中罕見的激素分泌細(xì)胞分泌,在管理消化和食欲方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了新的工具來(lái)識(shí)別這些激素產(chǎn)生細(xì)胞上潛在的“營(yíng)養(yǎng)傳感器”,并研究它們的功能。這可能會(huì)導(dǎo)致干擾這些激素釋放的新策略,并為治療各種代謝或腸道運(yùn)動(dòng)障礙提供途徑。

腸道起著至關(guān)重要的屏障作用。它保護(hù)身體免受有害細(xì)菌和高動(dòng)態(tài)pH值的侵害,同時(shí)允許營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和維生素進(jìn)入血液。腸道也是內(nèi)分泌細(xì)胞的家園,內(nèi)分泌細(xì)胞分泌許多調(diào)節(jié)身體功能的激素。

這些腸內(nèi)分泌細(xì)胞(EEC,腸道內(nèi)分泌細(xì)胞)是非常罕見的細(xì)胞,它們會(huì)在各種觸發(fā)因素下釋放激素,如胃的伸展、能量水平和食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

這些激素反過(guò)來(lái)調(diào)節(jié)生理學(xué)的關(guān)鍵方面,以應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的食物,如消化和食欲。因此,EEC是身體對(duì)即將到來(lái)的食物的第一反應(yīng)者,并指導(dǎo)和準(zhǔn)備身體的其他部位。

模仿腸道激素的藥物,最著名的是GLP-1,在治療多種代謝性疾病方面非常有前景。直接操縱EEC來(lái)調(diào)節(jié)激素分泌可以開辟新的治療選擇。然而,了解腸道激素釋放如何受到有效影響一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。

研究人員在識(shí)別EEC上的傳感器時(shí)遇到了困難,因?yàn)镋EC本身只占腸上皮細(xì)胞的不到1%,而且這些EECs上的傳感器表達(dá)量很低。

目前的研究主要依賴于小鼠模型,盡管小鼠EEC對(duì)信號(hào)的反應(yīng)可能與人類EEC的反應(yīng)不同。因此,需要新的模型和方法來(lái)研究這些信號(hào)。

類器官中的腸內(nèi)分泌細(xì)胞

團(tuán)隊(duì)之前已經(jīng)開發(fā)出在人類類器官中提取大量EEC的方法。類器官含有與其來(lái)源器官相同的細(xì)胞類型,因此可用于探索EEC等細(xì)胞的發(fā)育和功能。使用一種特殊的蛋白質(zhì),神經(jīng)原-3,研究人員可以產(chǎn)生大量的EEC。

過(guò)去,研究人員開發(fā)了一種增加腸道類器官中EEC數(shù)量的方法??紤]到EEC在腸道的不同區(qū)域具有不同的傳感器和激素譜,研究這些稀有細(xì)胞需要研究人員在所有這些不同區(qū)域制造富含EEC的類器官。

在目前的研究中,該團(tuán)隊(duì)設(shè)法在消化系統(tǒng)其他部位(包括胃)的類器官中富集EEC。與真正的胃一樣,這些胃類器官對(duì)已知的激素釋放誘導(dǎo)劑有反應(yīng),并分泌大量的激素Ghrelin,也稱為“饑餓激素”,因?yàn)樗谙虼竽X發(fā)出饑餓信號(hào)方面起著關(guān)鍵作用。

這證實(shí)了這些類器官可用于研究EEC中的激素分泌。

EEC傳感器

由于EEC很少見,研究人員一直在努力分析許多EEC。在目前的研究中,研究小組在人類EEC上發(fā)現(xiàn)了一種所謂的表面標(biāo)記,稱為CD200。研究人員使用這種表面標(biāo)記從類器官中分離出大量人類EEC,并研究它們的傳感器。

這揭示了許多尚未在EEC中鑒定的受體蛋白。然后,研究小組用能夠激活這些受體的分子刺激類器官,并鑒定出控制激素釋放的多種新的感覺受體。當(dāng)使用基于CRISPR的基因編輯使這些受體失活時(shí),激素分泌通常會(huì)被阻斷。

有了這些數(shù)據(jù),研究人員現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)當(dāng)某些感覺受體被激活時(shí),人類EEC的反應(yīng)。因此,他們的發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步研究這些受體激活的影響鋪平了道路。

富含EEC的類器官將使該團(tuán)隊(duì)能夠進(jìn)行更大規(guī)模、無(wú)偏見的研究,以確定激素分泌的新調(diào)節(jié)因子。這些研究最終可能會(huì)導(dǎo)致代謝性疾病和腸道運(yùn)動(dòng)障礙的治療。

本文僅做醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展介紹,

不可作為治療方案參考。

參考資料來(lái)源:

www.science.org/doi/10.1126/science.adl1460

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