OLFM4

深度聚焦类器官应用与3D细胞培养论坛，OTC2024论坛合作详询：王晨 180 1628 8769肠道健康在人类早期生命中扮演着至关重要的角色，它不仅涉及营养吸收和消化，还关联着免疫系统的成熟和微生物组的稳定。近年来，科学界越来越重视从受孕到儿童两岁期间，即所谓的“生命早期1000天”，对肠道健康基础的奠定以及后期疾病易感性的影响。在这一时期，肠道形态的发育在妊娠大约6-8周时开始，并在妊娠22周左右完成，而肠道功能的成熟则持续到出生后的头两年。肠道上皮细胞（IECs）表达的刷状缘酶，如乳糖酶（Lactase, LCT）和蔗糖异麦芽糖酶（Sucrase-isomaltase, SIS），在子宫内开始表达并随着时间的推移逐渐增加，这些酶的表达增加是肠道屏障成熟的一部分。此外，新生儿的肠道相对“渗漏”，允许大分子从母乳中被动运输穿过IECs，而新生儿IECs的高度发达的顶端管状系统（Apical Canalicular System, ACS）有助于这些大分子在不丢失生物活性的情况下穿过上皮屏障。然而，尽管对肠道发育的基本认识逐渐增强，对于人类肠道屏障成熟机制的深入理解仍然存在挑战。主要的挑战之一是缺乏来自晚期胎儿和新生儿阶段的人类组织样本，这主要是由于伦理限制和缺乏充分表征的体外模型。此外，已有的研究表明，人类胎儿器官类器官（Human Fetal Organoids, HFOs）在体外培养时，其基因表达和甲基化模式可能与体内情况有所不同，这表明目前的体外模型可能无法完全模拟体内肠道成熟的复杂过程。在这一背景下，Francesca P. Giugliano等人的研究提供了新的视角。他们利用基因表达分析和Ingenuity路径分析（IPA）等技术手段，探索了人胎儿小肠发育的里程碑，并鉴定了一组在不同发育阶段起主要调节作用的细胞因子。研究发现，以干扰素γ（Interferon gamma, IFNγ）为首的炎症性T细胞衍生的细胞因子，能够增强HFOs的刷状缘基因表达和酶活性，以及提高跨上皮电阻，从而促进人类胎儿肠道上皮屏障的成熟。此外，通过电子显微镜观察到，经过细胞因子刺激的HFOs发育出成熟的刷状缘并失去了胎儿细胞特征。该研究还发现T细胞是胎儿小肠固有层中IFNγ生产的主要来源，并且HFOs与T细胞的共培养模拟了细胞因子刺激的主要效应。这些发现强调了炎症性细胞因子在体内诱导功能性小肠成熟的关键作用，并在体外调节HFOs的屏障成熟。这项研究不仅填补了人类肠道发育研究的空白，而且为理解肠道屏障成熟提供了新的机制见解，这对于开发预防和治疗与早产相关的肠道疾病的新策略具有重要意义。尽管如此，该研究也存在一定的局限性，例如未能包括新生儿近端小肠组织的样本，以及除了T细胞外，未能考虑肠道粘膜中其他细胞类型对上皮屏障成熟可能的贡献或增强作用。未来的研究需要进一步探索这些因素如何共同作用于肠道屏障的成熟过程。在研究背景与问题的部分，Giugliano等人关注的是胎儿小肠成熟过程中的关键转折点，尤其是肠道上皮屏障的成熟。他们意识到，尽管肠道形态的发育在妊娠早期就已经完成，但肠道功能的成熟是一个持续的过程，它在出生后的头两年继续发展。研究者们提出了一个关键问题：是什么因素驱动了人类胎儿肠道上皮屏障的成熟？基于前期研究，研究团队猜想炎症性T细胞衍生的细胞因子可能在肠道成熟中起着至关重要的作用。因此，他们提出了一个假说：特定的细胞因子，尤其是干扰素γ（IFNγ），可能通过刺激胎儿器官类器官（HFOs）来增强肠道刷状缘基因的表达和酶活性，从而促进肠道上皮屏障的成熟。为了验证这一假说，研究者采用了一系列的实验方法。他们首先通过基因表达分析和Ingenuity路径分析（IPA）来识别在不同发育阶段变化的细胞因子。接着，他们利用HFOs作为模型系统，通过体外实验来模拟肠道成熟的过程，并测试了不同细胞因子对HFOs成熟的影响。此外，他们还通过共培养实验，将T细胞与HFOs一起培养，以模拟体内炎症性细胞因子对肠道成熟的影响。在结果分析与阐述部分，研究者发现，与对照组相比，经过细胞因子刺激的HFOs显示出了显著增加的刷状缘基因表达和酶活性，特别是IFNγ的影响最为显著。这一点通过图1中的基因表达分析得到了证实，其中展示了妊娠20周与13周相比，近端组织中OLFM4、IAP、LCT等成熟标记的显著上调。此外，通过电子显微镜观察，研究者发现经过细胞因子刺激的HFOs发育出了成熟的刷状缘，并失去了胎儿细胞特征（见图4）。进一步的2D单层实验表明，IFNγ和细胞因子混合刺激增强了上皮屏障的形成，提高了跨上皮电阻（TEER）值，并增加了刷状缘酶的活性（见图5）。共培养实验结果也支持了这一发现，T细胞与HFOs共培养显著增加了TEER值和刷状缘基因的表达，这些效应在IFNγ活性被抑制时部分丧失（见图6）。总结与结论部分，Giugliano等人的研究结果表明，炎症性T细胞衍生的细胞因子，尤其是IFNγ，在人类胎儿肠道上皮屏障的成熟中起着关键作用。这些发现不仅为理解肠道屏障成熟的机制提供了新的见解，而且为开发新的治疗策略提供了可能的靶点，特别是对于与早产相关的肠道疾病。最后，研究者提出了新的延伸问题，并为下一步的实验提出了方向。他们指出，尽管本研究揭示了炎症性细胞因子在肠道成熟中的重要作用，但仍需进一步研究其他细胞类型如何与T细胞相互作用，以及这些相互作用如何共同促进肠道屏障的成熟。此外，未来的研究还应该探索这些细胞因子在出生后肠道发育中的作用，以及它们如何影响后期健康的长期影响。图1. 基因表达分析揭示了涉及吸收、防御和干细胞功能的发育肠道成熟标记物集合。主成分分析（PCA）在全局基因表达谱上对人类胎儿近端（a）和胎儿及新生儿远端（b）小肠组织进行了处理，涵盖了13、16、18、20和35-36周的妊娠年龄。层级聚类分析显示了在20周与13周近端组织（c）和20周与13周远端组织（d）以及35-36周与13周远端组织（e）之间，前50个上调基因的表达情况。特别选择了最具生物学意义和上调幅度最大的特定基因进行高亮显示。每个组别有5个独立的捐赠者。颜色条代表每个样本标准化的基因表达值。图4. IFNγ和细胞因子混合刺激增加了HFOs中IAP活性和FABP6蛋白表达。在近端（a）和远端（b）HFOs中，通过细胞因子刺激后碱性磷酸酶活性水平（µg pNPP/min）。(c) 与对照组相比，经IFNγ和细胞因子混合刺激后嵌入HFOs中碱性磷酸酶（IAP）的染色。(d-e) 在远端HFOs中通过西方印迹法测量FABP6蛋白表达。图5. IFNγ和细胞因子混合刺激增强了2D肠上皮单层的上皮屏障形成、刷状缘酶活性和消失的上核空泡。(a) 与对照组相比，经IFNγ和细胞因子混合刺激后器官单层的TEER值。(b-d) 分别在IFNγ和细胞因子混合刺激后，与对照组相比，器官2D单层上测量的碱性磷酸酶（b）、乳糖酶（c）和蔗糖异麦芽糖酶活性水平（d）。(e) 经IFNγ和细胞因子混合刺激后，与对照组相比，嵌入跨孔板上的2D单层的碱性磷酸酶染色。(f) 透射电子显微镜（TEM）显示，在IFNγ和细胞因子混合刺激后，与对照组相比，失去了空泡（红色箭头）。图6. T细胞与3D/2D上皮细胞的共培养增加了刷状缘和吸收标记的表达以及上皮屏障形成。这一效应在IFNγ抑制时部分丧失。(a-l) 在近端（红色）和远端（蓝色）小肠HFOs中，通过3D/T细胞共培养后，OLFM4、LGR5、IAP、LCT、SIS和FABP6基因表达的RT-qPCR分析。每个组别有6个独立的捐赠者，数据以个体培养的配对值表示。(m-n) 在近端（m）和远端（n）小肠中，通过HFOs 3D/T细胞共培养后的碱性磷酸酶活性水平。(o) 经2D/T细胞共培养后的器官单层的TEER值。(p) 在添加IFNγ抗体抑制剂或小鼠IgG2B同型对照的每个跨孔条件下，经2D/T细胞共培养72小时后的器官单层的TEER值。Giugliano等人的研究在多个方面展现了其特色与创新之处：人类胎儿器官类器官（HFOs）的应用：研究者利用HFOs作为模型系统，这在模拟人类肠道成熟过程中是一个重要的创新。HFOs能够模拟肠道上皮的多种功能，提供了一个独特的平台来研究人类肠道发育，而不受伦理限制。多阶段基因表达分析：通过对比不同妊娠阶段的人类肠道组织样本，研究者能够识别与肠道成熟相关的基因表达变化，这种方法增加了研究的深度，并为理解肠道成熟过程中的分子机制提供了宝贵的数据。炎症性细胞因子的角色探索：该研究特别关注了炎症性T细胞衍生的细胞因子在肠道成熟中的作用，这是一个相对较少被探索的领域。通过体外实验模拟细胞因子对HFOs的影响，研究者能够揭示这些因子在肠道成熟中的潜在作用。共培养系统的建立：研究者通过将T细胞与HFOs共培养，模拟了体内环境，这为理解肠道上皮与免疫系统之间的相互作用提供了新的视角。功能验证实验：通过测量跨上皮电阻（TEER）和刷状缘酶活性等，研究者不仅在分子水平上，还在功能水平上验证了HFOs的成熟，这增强了研究结果的说服力。电子显微镜的应用：使用透射电子显微镜（TEM）观察HFOs的超微结构变化，为理解细胞因子如何影响肠道上皮屏障的形态提供了直观的证据。免疫调节的深入研究：研究揭示了低剂量的炎症性细胞因子，特别是IFNγ，对肠道上皮成熟具有积极作用，而不是像在某些病理条件下那样具有破坏性，这为炎症与肠道健康之间的关系提供了新的见解。治疗策略的潜在影响：研究结果不仅增进了对肠道发育的理解，还可能对开发新的治疗策略，特别是针对早产儿肠道疾病的预防和治疗具有重要意义。综上所述，Giugliano等人的研究在人类肠道发育的研究领域提供了新的见解，并可能对相关的临床实践产生深远影响。通过结合先进的分子生物学技术和创新的实验模型，这项研究为未来的研究开辟了新的道路。尽管Giugliano等人的研究在模拟人类肠道成熟和探索炎症性细胞因子的作用方面做出了重要贡献，但仍存在一些不足之处，这些限制可能影响研究结果的解释和未来应用的推广：样本来源的限制：研究中使用的人类胎儿组织样本来源于人工流产，这可能限制了样本的多样性和代表性。此外，缺乏新生儿近端小肠组织的样本可能影响了对成熟过程中区域差异的理解。体外模型的局限性：虽然HFOs是模拟肠道发育的有力工具，但它们可能无法完全复制体内复杂的生理环境和动态过程。体外模型通常无法捕捉到所有生物学复杂性，这可能限制了研究结果的外推性。细胞因子单一刺激的局限性：研究主要关注了IFNγ和其他几种炎症性细胞因子的作用，但肠道成熟是一个多因素过程，可能涉及更多未在研究中探讨的细胞因子和信号通路。短期刺激的影响：实验中的细胞因子刺激是短期的，而肠道成熟是一个长期过程。短期刺激可能无法完全模拟慢性炎症或持续暴露于细胞因子的体内情况。共培养系统的简化：尽管共培养系统提供了研究肠道上皮与免疫系统相互作用的机会，但当前的共培养模型可能过于简化，未能充分反映肠道内复杂的免疫微环境。功能验证的深度：虽然通过TEER和酶活性测量对功能成熟进行了一些验证，但可能需要更多的功能实验来全面评估HFOs的成熟状态。后续长期影响未知：研究未探讨细胞因子刺激对HFOs后续成熟阶段或长期功能的影响，这对于理解肠道成熟和疾病的长期发展至关重要。干预策略的具体化：研究提出了炎症性细胞因子在肠道成熟中的潜在作用，但具体的干预策略和治疗应用尚未明确，需要进一步的研究来探索和验证。伦理和法律的约束：研究中使用人类胎儿组织受到伦理和法律的严格约束，这限制了样本的获取和实验的设计。疾病模型的缺乏：研究未涉及炎症性肠病（IBD）或其他肠道疾病的模型，这些疾病状态下的肠道成熟过程可能与正常发育有显著不同。这些限制表明，尽管该研究在理解肠道成熟方面取得了进展，但仍需要更多的研究来克服这些挑战，以更全面地理解肠道发育的复杂性，并为临床应用提供坚实的基础。Giugliano等人的研究通过利用人类胎儿器官类器官（HFOs）模型，深入探讨了炎症性T细胞衍生的细胞因子在胎儿肠道上皮屏障成熟中的作用，特别是在IFNγ如何促进肠道刷状缘基因表达和酶活性方面的发现，为理解肠道发育的分子机制提供了新的视角。该研究不仅增进了我们对肠道成熟过程中细胞因子作用的认识，而且通过揭示肠道上皮与免疫系统之间的相互作用，为开发针对早产儿肠道疾病的预防和治疗策略提供了潜在的靶点。此外，该研究的方法论和发现还可能促进未来关于肠道疾病发病机制的进一步研究，以及为个性化医疗和精准治疗提供科学依据。尽管存在一些局限性，但该研究无疑为肠道健康和疾病管理领域提供了重要的科学贡献，并可能对改善人类健康产生长远的影响。END深度聚焦类器官应用与3D细胞培养论坛，OTC2024论坛合作详询：王晨 180 1628 8769戳“阅读原文”立即领取限量免费参会名额！

关注并星标CPHI制药在线       念珠菌感染是临床最常见的机会性真菌感染之一，好发于老年人群、癌症化疗、移植术后、HIV感染等免疫低下人群。由于唑类、多烯类、棘白菌素类等传统抗真菌剂的广泛使用，天然耐药性念珠菌株的出现以及非白念珠菌感染比例增加，临床念珠菌耐药现象日渐严重。天然产物以其独特的化学多样性和生物活性而闻名，几个世纪以来一直被广泛用于治疗各种疾病。据统计，临床的一线抗真菌药物通常是天然产品或其衍生品。近年来，抗真菌天然产物的开发取得了重大进展，已发现相当数量的天然分子对不同种类的念珠菌具有治疗作用。如从植物组织中提取出的化学结构明确的生物活性分子及其衍生物对多种念珠菌具有显著抑制作用，且具有来源广泛、不良反应小、适合长期或预防性使用等多方面优势，成为新型抗真菌剂的重要来源。       抗念珠菌天然产物中，真菌代谢物是主要来源，其次是植物。这些化合物大多属于生物碱、聚酮类、萜类、酚类、大环内酯类和多肽类。其中，萜类化合物含量最高，其次是生物碱和聚酮类化合物。①萜类化合物主要是高等植物和内生真菌的代谢产物，具有抗念珠菌活性的萜类化合物包括单萜、倍半萜、二萜和三萜。研究表明，从有柄灵芝中分离的14种三萜类化合物增加了耐氟康唑白念珠菌对氟康唑的敏感性，其中部分能明显抑制白念珠菌。从樟子松挥发油中分离出的倍半萜对白念珠菌、光滑念珠菌及克柔念珠菌均有抑菌作用。②生物碱是存在于生物体内的含氮碱性化合物，具有显著的生物活性。抗念珠菌的生物碱种类繁多，主要包括吲哚类、吡啶类、喹诺酮类等。吲哚类及喹诺酮类具有相对广泛的抗真菌谱，但它们的抑菌活性通常是中等。相比之下，已报道的吡啶生物碱显示出很强的抗真菌活性。③聚酮类抗念珠菌的聚酮类化合物大部分是从真菌代谢产物中分离得到的。如从红树植物内生真菌茎点霉属中分离得到部分聚酮化合物对白念珠菌显示较强的抗菌活性，MIC50值为2.62μg/mL。       天然产物抗念珠菌的作用机制天然产物抗念珠菌的作用机制主要包括抑制念珠菌毒力因子，如抑制念珠菌黏附与侵袭、酵母态-菌丝态形态转换、生物膜形成、水解酶合成与分泌等；影响念珠菌细胞壁、细胞膜和线粒体等细胞结构变化；诱导念珠菌细胞凋亡；抑制念珠菌药物靶酶与外排泵表达；此外也有部分天然产物通过调节免疫增强抗念珠菌作用。       01抑制黏附与侵袭作用白念珠菌的黏附是其发挥侵袭作用及形成生物膜的关键性第一步，植物活性成分抗念珠菌黏附作用可主要通过细胞实验进行证实。即通过将念珠菌与口腔黏膜上皮细胞共培养，观察在植物活性成分作用下，念珠菌在口腔黏膜上皮细胞表面的黏附情况。研究发现，400μg/mL 丹皮酚和1μg/mL氟康唑单独应用时，白念珠菌对人口腔黏膜上皮细胞的黏附率分别为(93.33±4.84)%与(91.67±3.45)%，而联合应用时其黏附率仅为(38.33±1.51)%，表明丹皮酚可与氟康唑协同抑制白念珠菌对人口腔黏膜上皮细胞的黏附。此外，研究表明，肉桂醛、小檗碱单独使用以及与氟康唑联用时，既可抑制白念珠菌芽管形成，还可显著抑制其对人口腔黏膜上皮细胞的黏附。其机制为肉桂醛、小檗碱与氟康唑协同干扰了白念珠菌芽管胞壁蛋白的合成及其相关基因的调控，从而抑制了白念珠菌芽管的形成，并降低了其对宿主细胞的黏附能力。另有学者通过选取人克隆结直肠腺癌细胞系(Caco-2)与白念珠菌共培养，并采用细胞膜探针(DiI) 染色法，评估了网脊衣酸 B对白念珠菌侵袭宿主细胞能力的影响。结果表明，网脊衣酸B与氟康唑单独应用时，细胞内菌丝侵袭率分别为(68±34)%及(57±16)%，而当两种药物联用后，细胞内菌丝侵袭率可显著减少至(25±16)%，证实植物活性成分网脊衣酸B具有抗念珠菌侵袭作用。       02抑制酵母态-菌丝态形态转换酵母态-菌丝态形态转换是白念珠菌发挥致病性的基础。白念珠菌可通过由酵母态转化为菌丝态，对宿主细胞产生黏附、穿刺和侵袭作用，进而发挥其致病性。涉及到的相关信号通路主要包括：cAMP/PKA信号通路、MAPK信号通路、Rim101介导的pH信号通路、及Tup1介导的负调通路等。研究显示，当血根碱浓度为0.8μg/m时，Spider培养基中的白念珠菌全部保持酵母态，未见菌丝生成；而当血根碱浓度达1.6μg/mL时，白念珠菌cAMP信号通路相关基因ALS3、HWP1、ECE1、HGC1、CYR1 的表达水平均显著下调。研究发现，4μg/mL 的厚朴酚与和厚朴酚可显著抑制白念珠菌菌丝形成，当其浓度达到16μg/mL时，Spider培养基中的白念珠菌未见菌丝生成，其可能机制为厚朴酚与和厚朴酚抑制了Ras1-cAMP-Efg1信号通路相关基因RAS1、EFG1、TEC1 和CDC35 的表达。群体感应分子法尼醇可通过抑制腺苷酸环化酶活性，作用于Ras1-Cyr1-cAMPEfg1信号通路，进而抑制念珠菌酵母态-菌丝态形态转换及生物膜形成；而酪醇则可以促进其菌丝及生物膜形成。另有研究发现，穿心莲内酯可影响白念珠菌群体感应分子法尼醇与酪醇的分泌量，并且对法尼醇呈负调作用，对酪醇呈正调作用，且该成分可使群体感应分子编码基因CHK1和PBS2明显下调，最终对白念珠菌酵母态-菌丝态形态转换及生物膜形成产生显著抑制作用。       03天然产物对念珠菌生物膜的影响念珠菌生物膜的形成过程可大致分为4个阶段：宿主表面黏附；念珠菌细胞的增殖；菌丝形成及细胞外基质的产生；生物膜成熟后菌体的扩散及其他部位的定植。研究显示，植物活性成分的抗念珠菌作用机制包括抑制念珠菌生物膜形成过程、破坏念珠菌生物膜空间结构、影响念珠菌生物膜细胞扩散等。研究发现，小檗碱对白念珠菌、克柔念珠菌、都柏林念珠菌、光滑念珠菌生物膜的初始形成期至成熟期(6h、12h、24h、48h)均有抑制作用，其中对48h生物膜抑制作用最强。激光共聚焦显微镜及3D 重建后观察发现，小檗碱可显著破坏生物膜的空间结构，使细胞排列松散，密度降低，生物膜厚度变薄。       黄芩素是黄芩的主要活性成分，研究表明它可通过减少CSH1的表达而降低生物膜的表面疏水性，从而减少黏附，抑制白念珠菌生物膜的形成。从苔藓类植物中提取的具有大环双联苄结构的化合物Riccardin D可通过下调菌丝特异基因ALS1、ALS3、ECE1、EFG1、HWP1和CDC35的表达并抑制了Ras-cAMP-EFG途径，从而延缓了菌丝的形成，导致生物膜成熟缺陷。莲碱是从天仙藤茎中分离得到的一种异喹啉类生物碱，通过相似途径发挥抗念珠菌生物膜作用。酸模属植物根部提取的nepodin通过抑制菌丝和生物膜相关基因(ECE1、HGT10、HWP1和UME6)的表达以及增加运输基因(CDR4、CDR11和TPO2)的表达可抑制白念珠菌、光滑念珠菌、近平滑念珠菌等念珠菌生物膜的形成。大叶藤黄中分离得到的二苯甲酮类化合物xanthochymol和garcinol，能有效地抑制芽管萌发，诱导早期和成熟的生物膜细胞凋亡，从而直接杀死菌丝和生物膜。       04抑制水解酶合成与分泌白念珠菌毒力相关水解酶主要包括分泌性天冬氨酸蛋白酶(secretedaspartylproteinase，Sap)、磷脂酶 (phospholipase，PL) 和脂肪酶 (lipase，Lip)等。水解酶可介导白念珠菌黏附、侵袭宿主细胞，同时还可裂解宿主免疫应答相关分子，协助白念珠菌逃避宿主的免疫防御机制。多种植物活性成分可通过下调水解酶相关编码基因，抑制水解酶合成，进而减少其分泌。研究发现紫草素可呈浓度依赖性抑制白念珠菌磷脂酶分泌，8μg/m的紫草素可使PLB1和PLB2 基因的相对表达量降低56.4%和 61.4%，且16μg/mL 的紫草素可使白念珠菌磷脂酶分泌量下降56.3%。另有研究发现，当鱼腥草素钠浓度达240 mg/L时，可显著抑制磷脂酶编码基因PLB1和PLB2的表达。与此相反，一些植物活性成分还可通过上调水解酶相关基因表达而发挥作用。       参考资料       [1]余宇,佘晓东,刘维达.抗念珠菌天然产物的研究进展[J].中国真菌学杂志,2023,18(02):183-187.       [2]解雨飞,周培茹,华红等.植物活性成分抗念珠菌作用机制研究进展[J].中国真菌学杂志,2022,17(04):315-318+329.       作者简介：小米虫，药品质量研究工作者，长期致力于药品质量研究及药品分析方法验证工作，现就职于国内某大型药物研发公司，从事药品检验分析及分析方法验证。       【智药研习社近期直播预告】来源：CPHI制药在线声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼点击阅读原文，进入智药研习社~

来自麻省总医院等机构的科学家们通过研究发现，纤维化或许对于炎性肠病的疾病进展有着直接的影响。 肠道纤维化是炎性肠病的一个共同特征，也是导致机体晚期器官衰竭的主要原因；其在传统上被认为是炎症的旁观者，对疾病发病机制的参与可以忽略不计；近日，一篇发表在国际杂志Gastroenterology上题为“Stiffness Restricts the Stemness of the Intestinal Stem Cells and Skews Their Differentiation Towards Goblet Cells”的研究报告中，来自麻省总医院等机构的科学家们通过研究发现，纤维化或许对于炎性肠病的疾病进展有着直接的影响。 这项研究中，研究人员提出的关键问题就是，组织的硬化如何影响肠道干细胞的生长和分化，从而促进肠道上皮组织不断再生；而这一问题或许就能通过开发一种新型的体外平台来解决，该平台允许在一种开放腔体、平面系统中培养类器官，从而对其进行实验操作。该平台允许使用柔软但可调节的机制，其生物物理学特性能模拟原始组织，从而就能促进肠道干细胞的长期生长和分化，类似于原始的上皮组织。 科学家揭示肠道纤维化在炎性肠病发生过程中的关键角色。 图片来源：Gastroenterology (2023). DOI:10.1053/j.gastro.2023.02.030 研究人员发现，将基质的硬度提高到在炎性肠病患者中观察到的类似范围后，干细胞维持平衡的数量和能力，以及上皮组织的细胞组成就会被潜在减少；同时，干细胞能优先分化为杯状细胞（goblet cells），并导致上皮组织恶化；在炎性肠病小鼠模型以及来自人类患者的样本中，研究人员也会观察到类似的表型。于是研究者得出结论，干扰参与细胞感知僵硬程度的分子机器或许就能保护机体抵御纤维化和组织硬化所产生的有害影响。 此外，研究者还发现，肠道的纤维化和硬化是炎性肠病发病机制的关键组分，而靶向作用机械感应和机械传导通路或许就有望开发治疗炎性肠病的有吸引力的治疗策略。尽管特定的干细胞群体会明显减少，但硬化会导致另一种名为OLFM4的干细胞标志物在干细胞区域外扩张。文章中，研究人员观察到了组织的硬化会增加OLFM4的表达水平，这或许对开发治疗结肠炎相关的结直肠癌具有非常重要的影响和意义。 综上，本文研究结果强调了基质的硬化或许能潜在调节肠道干细胞的干性以及其分化轨迹，从而就支持了纤维化诱导的肠道硬化在炎性肠病中的上皮组织重塑上发挥着直接的影响作用这一假设。（生物谷Bioon.com） 原始出处： Shijie He,Peng Lei,Wenying Kang, et al. Stiffness Restricts the Stemness of the Intestinal Stem Cells and Skews Their Differentiation Towards Goblet Cells, Gastroenterology (2023). DOI: 10.1053/j.gastro.2023.02.030