調(diào)整腸道中激素產(chǎn)生細胞
來自荷蘭Hubrecht研究所(KNAW)的Hans Clevers小組的研究人員和他們的合作者揭示了腸內(nèi)激素產(chǎn)生細胞的起源和功能,并開辟了調(diào)整腸道激素產(chǎn)生以治療人類疾病的新途徑。他們的研究結(jié)果最近發(fā)表于Nature Cell Biology和Cell。
你有沒有想過當空腹的隆隆聲突然出現(xiàn)饑餓感的時候?當成千上萬的營養(yǎng)敏感細胞或腸內(nèi)分泌細胞分散在整個胃和腸道中時,會釋放出數(shù)百萬個充滿饑餓激素ghrelin的微小囊泡進入血液。這些激素作為腸道的主要方法,與消化道的更遠端部分或胰腺和大腦等其他器官進行交流和協(xié)調(diào)。
響應(yīng)于某些刺激,不同的腸內(nèi)分泌細胞產(chǎn)生不同的激素,其誘導(dǎo)饑餓或飽腹感,協(xié)調(diào)腸肌的運動,刺激腸的保護性細胞層的修復(fù)或促進胰腺中更高的胰島素輸出。后者在患有II型糖尿病的患者中特別有意義,II型糖尿病本身無法產(chǎn)生足夠的胰島素來穩(wěn)定其葡萄糖水平。最成功的糖尿病治療方法之一是基于腸道激素GLP1,這些患者能夠控制血糖而無需注射胰島素。
腸內(nèi)膜中不到1%的細胞是腸內(nèi)分泌細胞。這1%再次被分成許多產(chǎn)生不同激素的亞型。因此,很難找到特定類型的腸內(nèi)分泌細胞。這就像在一輛裝滿鵝卵石的卡車上尋找一些鉆石,紅寶石和祖母綠。你可以稱量負荷,測量它,研磨它并分析礦物成分,但這會告訴你更多關(guān)于鵝卵石的信息而不是寶石。
為了研究這些稀有細胞,研究人員將單細胞測序與確定每個細胞年齡的方法相結(jié)合。為了保持寶石類比,他們讓所有寶石都閃耀得如此明亮,以至于可以從堆中挑選出來并單獨分析。此外,寶石的顏色告訴研究人員每個細胞的年齡。因此,他們可以研究腸內(nèi)分泌細胞的發(fā)展。
調(diào)整系統(tǒng)
腸內(nèi)分泌細胞在腸內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生并存活數(shù)周。令人驚訝的是,研究人員發(fā)現(xiàn)許多腸內(nèi)分泌細胞在衰老時會改變其激素分泌。在治療的背景下,細胞轉(zhuǎn)換激素產(chǎn)生并因此起作用的這種能力是非常有趣的。一旦研究人員了解控制它的信號,他們就可以刺激腸道,增加特定激素的產(chǎn)生,以治療糖尿病,肥胖癥或炎癥性腸病。研究人員已經(jīng)證明,操縱其中一種信號可能會改變小鼠體內(nèi)的激素水平,包括GLP1。
單細胞測序是一個名為“2018年的突破”,由科學期刊相對較新的技術(shù)科學。使用這種技術(shù),研究人員可以在單個細胞的分辨率下讀取基因的活性。這告訴他們什么樣的遺傳程序在細胞中是活躍的,并通過推導(dǎo),它的身份是什么(例如,皮膚細胞或免疫細胞)。
研究人員已經(jīng)能夠讀取組織中的基因活動,但這些讀數(shù)總是在數(shù)千個混合在一起的細胞上完成?,F(xiàn)在,通過單細胞測序,研究人員能夠讀取每個細胞的基因活性。這種改進可以與經(jīng)典地理地圖和谷歌地圖之間的差異相媲美,在經(jīng)典地理地圖中,城市被表示為一片顏色,谷歌地圖可以單獨縮放到每個房子,在此過程中找到有趣的細節(jié)。
由于該技術(shù)廣泛適用于研究,許多科學家現(xiàn)在正在使用它來分析單細胞分辨率下感興趣的器官或疾病。
但是,執(zhí)行單細胞測序和解釋其結(jié)果需要高度專業(yè)化的實驗室設(shè)備和數(shù)據(jù)分析算法。為了解決這個問題,在Hubrecht Insitute創(chuàng)建了一家名為Single Cell Discoveries的創(chuàng)業(yè)公司,該公司為世界各地的研究人員和臨床機構(gòu)提供單細胞測序服務(wù)。
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