根據(jù)斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員的一項(xiàng)研究，從乳糜瀉患者的腸道組織中提取的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的小細(xì)胞球揭示了麩質(zhì)暴露和腸道損傷之間以前未知的分子聯(lián)系。
這種名為IL-7的分子與其他自身免疫性疾病有關(guān)，包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥，但從未與乳糜瀉聯(lián)系起來。
這項(xiàng)研究首次描述了在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中使用被稱為類器官的細(xì)胞團(tuán)來研究自身免疫性疾病。與之前在實(shí)驗(yàn)室中建立乳糜瀉模型的嘗試不同，研究人員培養(yǎng)的腸道類器官包括多種細(xì)胞類型，包括免疫細(xì)胞和構(gòu)成腸道內(nèi)膜的細(xì)胞。
類器官打開了一扇大門，讓人們了解不同類型的細(xì)胞如何在患有這種疾病的人身上相互作用，這種疾病的特點(diǎn)是對(duì)麩質(zhì)急性敏感，這在以前是不可能的。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)，患有活動(dòng)性乳糜瀉的人的組織中IL-7的水平升高，阻斷其活性可以消除對(duì)損害腸壁的麩質(zhì)的免疫反應(yīng)。
“這些類器官準(zhǔn)確再現(xiàn)了乳糜瀉患者的情況，”Calvin Kuo教授說。“如果我們將麩質(zhì)添加到乳糜瀉患者腸道活檢制成的類器官中，我們會(huì)看到免疫激活和殺死上皮組織，就像在患者身上發(fā)生的那樣。但現(xiàn)在我們可以探測(cè)培養(yǎng)皿中發(fā)生了什么——了解疾病，開發(fā)新藥，甚至可能預(yù)測(cè)哪種藥物對(duì)個(gè)人最有效。這在以前是不可能的。”
Calvin Kuo是該研究的通訊作者，該研究將于7月24日發(fā)表在《Nature》雜志上。博士后學(xué)者António Santos博士是這項(xiàng)工作的主要作者。
在這項(xiàng)研究之前，直接研究乳糜瀉的方法很少:一種是使用在活檢后一兩天內(nèi)就會(huì)死亡的完整腸道組織，或者研究來自患者的腸上皮細(xì)胞筏，這些細(xì)胞不包含許多其他類型的細(xì)胞，包括介導(dǎo)疾病的免疫細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(如老鼠)的腹腔疾病模型并不能完全反映人類疾病的各個(gè)方面。
經(jīng)過多年的試驗(yàn)，Santos發(fā)現(xiàn)了一種方法，通過將活檢后的腸道組織懸浮在氣液界面之間，使其在實(shí)驗(yàn)室中保持活力。在表面上輕輕擺動(dòng)可以讓包括上皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞和其他細(xì)胞在內(nèi)的許多細(xì)胞類型聚集在一起，形成直徑約四分之一英寸的小球，并在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)數(shù)周或數(shù)月。
Santos說:“這確實(shí)改變了乳糜瀉研究的游戲規(guī)則。“這是一種人類類器官，包含小腸的所有細(xì)胞，并在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中茁壯成長(zhǎng)。唯一接近它的方法就是直接在人身上做實(shí)驗(yàn)。”
全世界大約有1%的人患有乳糜瀉，這是一種自身免疫性疾病，患者接觸面筋(小麥、大麥和黑麥中發(fā)現(xiàn)的一種蛋白質(zhì))會(huì)觸發(fā)免疫系統(tǒng)攻擊并破壞小腸粘膜。常見的癥狀包括腹脹、慢性腹瀉、便秘、惡心和放屁，但這種疾病也可能沒有腸道癥狀，這使得診斷和監(jiān)測(cè)變得棘手。目前唯一有效的治療方法是終生嚴(yán)格無麩質(zhì)飲食。
“乳糜瀉是一種變色龍，”醫(yī)學(xué)教授Nielsen Fernandez-Becker博士說。Nielsen Fernandez-Becker是斯坦福醫(yī)療保健中心乳糜瀉項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。“有很多事情我們不知道。特別是，雖然我們很擅長(zhǎng)診斷疾病，但我們沒有很好的方法來監(jiān)測(cè)人們。活組織檢查是侵入性的，并不總是有用的。通常來找我們的人已經(jīng)在進(jìn)行無麩質(zhì)飲食，這使得診斷變得困難，可能意味著我們必須讓他們吃麩質(zhì)來弄清楚他們是否真的患有乳糜瀉。”
在獲得知情同意后，Nielsen Fernandez-Becker收集并分享了81名乳糜瀉患者和54名非乳糜瀉患者的腸道組織活檢。在81名乳糜瀉患者中，59人正在積極出現(xiàn)癥狀，而其余22人在堅(jiān)持無麩質(zhì)飲食后成功緩解。
Santos隨后將活檢組織制成的類器官暴露于一種已知會(huì)引發(fā)這種疾病的麩質(zhì)成分中。那些由乳糜瀉患者腸道組織制成的細(xì)胞反應(yīng)顯著。構(gòu)成腸道內(nèi)膜的上皮細(xì)胞增加了與這種疾病相關(guān)的一種名為IL-15的分子的產(chǎn)生，專門識(shí)別谷蛋白的免疫細(xì)胞CD4 T細(xì)胞的數(shù)量開始增加，其他免疫細(xì)胞b細(xì)胞則大量產(chǎn)生針對(duì)2型谷氨酰胺轉(zhuǎn)酶(TG2)蛋白質(zhì)的抗體。
TG2通常不會(huì)誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，而這些自身抗體的存在是乳糜瀉的一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)志，通常用于診斷該疾病。最后，被稱為CD8 T細(xì)胞的免疫細(xì)胞開始攻擊并殺死上皮細(xì)胞——很可能是在CD4細(xì)胞的命令下。
“來自乳糜瀉患者的類器官顯然以健康人群的類器官?zèng)]有的方式做出反應(yīng)，”Santos說。“我們能夠看到這種疾病的許多關(guān)鍵特征，從上皮細(xì)胞死亡到免疫激活和構(gòu)成絨毛或腸內(nèi)膜突起的其他細(xì)胞的消耗。”
先前對(duì)乳糜瀉的研究涉及兩種稱為細(xì)胞因子的信號(hào)分子。這些分子- IL-2和IL-15 -介導(dǎo)CD4(識(shí)別谷蛋白的免疫細(xì)胞)和CD8(殺死其他細(xì)胞的免疫細(xì)胞)T細(xì)胞相互溝通的信號(hào)。但在臨床試驗(yàn)中，阻斷IL-2或IL-15的活性并沒有阻止麩質(zhì)引起的腸道損傷，盡管人們?nèi)栽诶^續(xù)嘗試。
Kuo和Santos轉(zhuǎn)而研究了同一細(xì)胞因子家族的另一個(gè)成員——IL-7。他們發(fā)現(xiàn)，阻斷乳糜瀉類器官中IL-7的活性也能阻止谷蛋白對(duì)上皮細(xì)胞的破壞。相反，即使在不含谷蛋白的情況下，添加IL-7也會(huì)強(qiáng)烈誘導(dǎo)乳糜瀉患者的類器官上皮細(xì)胞死亡，而來自健康對(duì)照組的類器官則不受影響。
最后，研究人員表明，當(dāng)麩質(zhì)被添加到乳糜瀉類器官中時(shí)，IL-7的表達(dá)不僅增加，而且在活動(dòng)性乳糜瀉患者的活檢中，IL-7水平也有所升高，而在那些因無麩質(zhì)飲食而疾病緩解的患者中，IL-7水平則沒有升高。
“這些結(jié)果表明，IL-7是一種以前未被認(rèn)識(shí)到的乳糜瀉調(diào)節(jié)劑，”Calvin Kuo說。“雖然還需要做更多的研究，但我們相信類器官忠實(shí)地反映了乳糜瀉患者的情況，并且可能有阻斷IL-7活性的治療機(jī)會(huì)。”
Fernandez-Becker說:“如果沒有患者同意提供活檢樣本，這一切都不可能完成。他們知道可能對(duì)自己沒有好處，卻無私地這樣做了。我們非常感謝他們。”
“我們研究類器官已經(jīng)近二十年了，”Calvin Kuo說。“我們已經(jīng)用它們來模擬癌癥和傳染病?，F(xiàn)在我們有了復(fù)雜的免疫細(xì)胞系統(tǒng)，我們相信這項(xiàng)研究只是利用類器官研究許多自身免疫性疾病的冰山一角。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-7/20240726071318286.htm） | 
