根據(jù)斯坦福大學醫(yī)學院研究人員的一項研究，從乳糜瀉患者的腸道組織中提取的實驗室培養(yǎng)的小細胞球揭示了麩質(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，包括類風濕性關節(jié)炎和多發(fā)性硬化癥，但從未與乳糜瀉聯(lián)系起來。
這項研究首次描述了在實驗室培養(yǎng)皿中使用被稱為類器官的細胞團來研究自身免疫性疾病。與之前在實驗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胞類型，包括免疫細胞和構成腸道內(nèi)膜的細胞。
類器官打開了一扇大門，讓人們了解不同類型的細胞如何在患有這種疾病的人身上相互作用，這種疾病的特點是對麩質(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損害腸壁的麩質(zhì)的免疫反應。
“這些類器官準確再現(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，甚至可能預測哪種藥物對個人最有效。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。博士后學者António Santos博士是這項工作的主要作者。
在這項研究之前，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)就會死亡的完整腸道組織，或者研究來自患者的腸上皮細胞筏，這些細胞不包含許多其他類型的細胞，包括介導疾病的免疫細胞。實驗動物(如老鼠)的腹腔疾病模型并不能完全反映人類疾病的各個方面。
經(jīng)過多年的試驗，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，使其在實驗室中保持活力。在表面上輕輕擺動可以讓包括上皮細胞、免疫細胞和其他細胞在內(nèi)的許多細胞類型聚集在一起，形成直徑約四分之一英寸的小球，并在實驗室中生長數(shù)周或數(shù)月。
Santos說:“這確實改變了乳糜瀉研究的游戲規(guī)則。“這是一種人類類器官，包含小腸的所有細胞，并在實驗室培養(yǎng)皿中茁壯成長。唯一接近它的方法就是直接在人身上做實驗。”
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)測變得棘手。目前唯一有效的治療方法是終生嚴格無麩質(zhì)飲食。
“乳糜瀉是一種變色龍，”醫(yī)學教授Nielsen Fernandez-Becker博士說。Nielsen Fernandez-Becker是斯坦福醫(yī)療保健中心乳糜瀉項目的負責人。“有很多事情我們不知道。特別是，雖然我們很擅長診斷疾病，但我們沒有很好的方法來監(jiān)測人們?；罱M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胞反應顯著。構成腸道內(nèi)膜的上皮細胞增加了與這種疾病相關的一種名為IL-15的分子的產(chǎn)生，專門識別谷蛋白的免疫細胞CD4 T細胞的數(shù)量開始增加，其他免疫細胞b細胞則大量產(chǎn)生針對2型谷氨酰胺轉酶(TG2)蛋白質(zhì)的抗體。
TG2通常不會誘導免疫反應，而這些自身抗體的存在是乳糜瀉的一個關鍵標志，通常用于診斷該疾病。最后，被稱為CD8 T細胞的免疫細胞開始攻擊并殺死上皮細胞——很可能是在CD4細胞的命令下。
“來自乳糜瀉患者的類器官顯然以健康人群的類器官沒有的方式做出反應，”Santos說。“我們能夠看到這種疾病的許多關鍵特征，從上皮細胞死亡到免疫激活和構成絨毛或腸內(nèi)膜突起的其他細胞的消耗。”
先前對乳糜瀉的研究涉及兩種稱為細胞因子的信號分子。這些分子- IL-2和IL-15 -介導CD4(識別谷蛋白的免疫細胞)和CD8(殺死其他細胞的免疫細胞)T細胞相互溝通的信號。但在臨床試驗中，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轉而研究了同一細胞因子家族的另一個成員——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上皮細胞的破壞。相反，即使在不含谷蛋白的情況下，添加IL-7也會強烈誘導乳糜瀉患者的類器官上皮細胞死亡，而來自健康對照組的類器官則不受影響。
最后，研究人員表明，當麩質(zhì)被添加到乳糜瀉類器官中時，IL-7的表達不僅增加，而且在活動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。
“這些結果表明，IL-7是一種以前未被認識到的乳糜瀉調(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活性的治療機會。”
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)在我們有了復雜的免疫細胞系統(tǒng)，我們相信這項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） | 
