2020年11月3日

结肠3d之家如何预防炎症和损伤

乍看上去

  • 对小鼠的一项研究表明,整个结肠的3d之家产生如何使肠道细菌与肠组织隔离,并有助于预防炎症。
  • 对健康3d之家产生的更好理解可能会导致治疗炎症性肠病和其他肠道疾病的策略。
红色肿块周围黏液屏障的免疫荧光图像 大部分研究是在小鼠中完成的,但研究小组在人类粪便样品周围发现了类似的黏液屏障,如下所示。3d之家染成绿色,细菌染成红色。 Bergstrom等,《科学》

肠道微生物组由通常生活在我们肠道中的数万亿细菌和其他微生物组成。它们具有许多重要功能,例如帮助消化食物和防止危险细菌在体内立足。

当微生物组和消化系统之间的关系被破坏时,可能会产生问题。人们认为失衡会导致许多肠道疾病,包括炎症性肠病,溃疡性结肠炎和克罗恩病。

大肠或结肠产生3d之家的保护层,3d之家是富含糖的蛋白质网络,通过称为O-糖基化的过程添加。先前的研究表明,这种3d之家在维持肠道组织和肠道细菌之间的健康关系中发挥着作用。但是,很难研究从肠中取出的样本中的3d之家产生情况。

由俄克拉荷马州医学研究基金会的夏立军博士领导的研究小组开发了一种成像方法,以可视化小鼠整个结肠中的3d之家产生。他们检查了O-糖基化3d之家的产生及其对健康小鼠和微生物组破坏的小鼠肠道细菌的影响。

这项研究部分由美国国立卫生研究院的糖尿病,消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助。结果于2020年10月23日发布在 科学.

影像显示,与目前的想法相反,大多数肠3d之家产生发生在 近端结肠 (第一部分和中间部分)。粪便和细菌团块在穿过结肠时被3d之家覆盖。然后,他们捡起了在 远端结肠 (最后一部分,更靠近直肠)。两种类型的3d之家一起包裹了粪便颗粒,并在很大程度上阻止了细菌与结肠内衬组织直接相互作用。

当研究小组破坏3d之家的O-糖基化时,这种保护性肠屏障被破坏了。工程小鼠缺乏在结肠的一个或两个部分中产生3d之家所必需的糖分子,因此不能有效地包裹粪便颗粒。这些小鼠还具有比产生健康3d之家的小鼠更接近其肠道组织的微生物。 O-糖基化的3d之家也影响被包囊的微生物的组成和代谢功能。

相应地,在近端结肠中缺乏这些糖分子的小鼠更容易在远端结肠中发生炎症和损伤。

在没有正常肠道细菌的小鼠中,近端结肠的3d之家产生停止了。但是,当正常的肠道细菌被恢复或移植回这些小鼠时,3d之家的产生又开始了。这表明肠道微生物组本身在促进保护性3d之家产生中起作用。

重新平衡这种3d之家系统可能是将来治疗肠道某些炎症的目标。在粪便上发现3d之家也为获取和分析肠道3d之家开辟了新途径。研究人员在人类和狒狒粪便样品上发现了类似的黏液屏障。

夏说:“现在,我们更好地了解了这种3d之家的作用和来源,我们将研究如何补充或恢复其3d之家。”

—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)

相关链接

参考文献: 近端结肠衍生的O-糖基化3d之家包裹并调节了微生物群。 Bergstrom K,Shan X,Casero D,Batushansky A,Lagishetty V,Jacobs JP,Hoover C,Kondo Y,Shao B,Gao L,Zandberg W,Noyovitz B,McDaniel JM,Gibson DL,Pakpour S,Kazemian N,McGee S ,Houchen CW,Rao CV,Griffin TM,Sonnenburg JL,McEver RP,Braun J,Xia L. 科学。 2020年10月23日; 370(6515):467-472。 doi:10.1126 / science.aay7367。 PMID:33093110。

资金: 美国国立卫生研究院(NIH)糖尿病,消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)和美国国立普通医学研究所(NIGMS);俄克拉荷马州成人干细胞研究中心;俄克拉何马大学斯蒂芬森癌症中心。