《细胞》：胃肠道的秘密知多少
《细胞》：胃肠道的秘密知多少
2015-03-30
我们每日流经胃肠道的食物不计其数，而且胃肠道也是人体最大的免疫器官和排毒器官，因此如果说健康是我们生命的源泉的话，那么肠道就是健康的源泉。
Cell杂志最新一期（3月27日）聚焦于食物与我们身体健康之间的关联，而胃肠道就是其中重要的一环。在个体发育过程中，内胚层发育形成了呼吸道与胃肠道，构建成为了专门的上皮细胞器官，如甲状腺、胸腺、肺、肝、胆道系统、胰腺和肠道。“GI Tract Development”这篇文章勾画，并总结了这一过程中的关键步骤，并绘制了胃肠道发育过程中的内分泌胰腺谱系树。
胃肠道保护机制
一项研究发现如果癌症病人的胃肠道能保持健康、正常工作的话，那么生存的机会就会大大增加。研究人员发现了一种能保护动物胃肠道的生物机制，他们给小鼠注射了一些分子后再让它们接受致死剂量的化学疗法，发现小鼠的生存率达到了50%—75%，这一发现有可能彻底变革目前的癌症疗法。
干细胞天然地会修复受损器官和组织，要成功治疗后期转移肿瘤，需要施加致死剂量化疗和放疗，这时肠道内所谓“正常数量”的干细胞的修复速度远远跟不上破坏的速度。耿建国在实验室发现，当某种蛋白质与肠干细胞上的一种特殊分子结合时，会使肠干细胞进入过度亢奋状态，从而积极地再生和修复肠道。如果有更多的干细胞部队来保护胃肠道，就意味着病人能获取更多的营养，让身体能完成其他关键功能，并排除肠道内的细菌毒素，避免其进入血液循环等。这些因素可能给病人带来额外的优势，在更强的化疗和放疗中生存下来，直到肿瘤被根除。
这些分子叫做R-脊椎蛋白1（R-spondin 1）和Slit2，它们能与成年动物肠道内的干细胞结合而修复组织。在研究中，注射了这种分子的小鼠有50%—75%在致死剂量的化疗中生存了下来，而没有使用这种分子的小鼠全都死了。
胃肠道的免疫作用
淋巴毒素是一种细胞因子及细胞间信使，它在胃肠道免疫平衡中发挥着重要的功能。消化道免疫系统是由免疫细胞、免疫球蛋白（抗体）及肠道细菌组成，淋巴毒素对其起重要的调控作用。研究人员发现了这一复杂的相互作用的功能机制，以及淋巴毒素是如何控制肠道中的免疫球蛋白生成的。
研究人员发现淋巴毒素控制了免疫球蛋白A (IgA)生成，因此参与了免疫反应并影响了肠道菌群的常规组成。研究小组证实，可溶性的淋巴毒素α(sLTa3)以及膜结合淋巴毒素β(LTa1b2)，诱导了IgA生成，支持了机体的免疫反应。淋巴毒素是免疫细胞接触到病原体时形成的炎症信使。如果缺失这些淋巴毒素，会导致IgA生成减少或甚至终止，造成肠道菌群改变。
这些研究结果为我们提供了关于肠免疫系统功能机制的一些新认识。炎症信使与免疫系统运作之间的关系帮助我们了解了肠疾病是如何发生的。这些见解对于某些免疫调节剂（例如TNF-α阻断剂）治疗也非常重要。
培养胃肠细胞 用于治疗
科学家们发现了一种用患者胃肠（GI）道移除的组织来培养人类细胞的方法，这将有望帮助科学家为炎症性肠疾病和其他GI疾病患者，开发个性化治疗方案。
为了培养人类细胞，研究人员改造了一种系统，用来培育小鼠肠上皮干细胞。在胃肠道中，上皮细胞排列于食管、胃和肠的内表面。
研究人员开发出一种实验系统，可制备高水平的关键因子，来分离和扩增肠上皮干细胞，该系统包括一种称为Wnt的信号蛋白，和一种称为R-spondin的相关蛋白质（能增强Wnt信号）。他们还将细胞暴露于一种称为Noggin的蛋白质，这种蛋白质可阻止细胞分化为生活在胃肠道的其他类型细胞。
在培养肠细胞系后，研究人员开展了实验，以探究细胞如何与大肠杆菌这样的病原菌相互作用。他们发现，大肠杆菌致病菌株附着到肠上皮细胞。这种附着被认为是引发疾病的关键步骤。研究人员称，他们制备的实验系统，将带来新的方法，发现肠道内细菌感染的治疗方法。
原文摘要：
SnapShot: GI Tract Development
The endoderm germ layer contributes to the respiratory and gastrointestinal (GI) lineages during development, giving rise to an array of specialized epithelial cell types lining organs, including the thyroid, thymus, lungs, liver, biliary system, pancreas, and intestines. This SnapShot timelines and summarizes key stages following gastrulation, including endoderm patterning, organ specification, and organogenesis. A lineage tree of the developing endocrine pancreas is outlined to further illustrate this process.
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