发现与肠道疾病和肠道功能相关的细胞

文章来源:健康时报 2019-10-08 15:22

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人的消化道遵循这样的例行程序:在醒着的时间里消化食物并吸收营养,在睡眠时补充陈旧的细胞。轮班工作和时差可能会破坏睡眠计划和消化节律。此类破坏与肠道感染,肥胖,炎性肠病和结肠直肠癌等风险增加有关。

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种免疫细胞,可以帮助保持肠道时间。这种细胞称为3型先天淋巴样细胞(ILC3),负责保持肠道正常,健康地运转。研究人员发现,所谓的时钟基因在此类细胞中具有很高的活性,并且细胞中免疫分子的产生与时钟基因的活性密切相关。当研究人员从小鼠身上消除了一个关键的时钟基因时,这些动物无法产生ILC3细胞的一部分,并无法控制肠道中的细菌感染。

该发现发表在《科学免疫学》上,有助于解释为什么昼夜节律紊乱与胃肠道疾病有关。此外,他们认为靶向时钟基因可能会影响免疫细胞,并有助于抵消与肠道疾病相关的不规律睡眠计划的负面影响。

现代生活中常见的昼夜节律紊乱-轮班工作,时差,长期睡眠剥夺-对人们的健康有有害影响,但我们仍然对如何彻底破坏睡眠的原因一无所知,研究发现的是,昼夜节律直接影响肠道中免疫细胞的功能,这可能有助于解释我们看到的一些健康问题,例如炎症性肠病和代谢综合征。

ILC3细胞通过加强通常生活在肠道内部的数万亿细菌与组成肠道本身的细胞之间的屏障来维持肠道平衡。它们还产生免疫分子,帮助肠道的免疫系统避免对无害的微生物和食物颗粒过度反应,同时保持其抵抗致病微生物的能力。

该实验室研究ILC3细胞已有多年历史,但直到最近的研究才注意到时钟基因在细胞内被高度激活。他们开始怀疑ILC3细胞是否可以将昼夜节律与肠道的免疫系统联系起来。

如果将ILC3细胞调整为昼夜节律,它们就可以预测营养何时到达肠道,这也正是危险细菌可能被意外摄入并到达肠道的时候。为了获得最佳功能,需要为这些日常节奏做好准备,这些细胞在这一过程中起着举足轻重的作用。

通过研究以六小时为间隔的小鼠肠道中的ILC3细胞,研究人员发现时钟基因的活性在一天的过程中以可预测的方式变化,并且免疫分子的基因活性随时钟基因追踪。当他们按照轮班工人经历的时间表安排一些老鼠时,即每两天的明暗周期变化了八个小时,ILC3细胞不再正常工作。当刺激它们对感染作出反应时,它们产生的免疫分子水平较低。此外,当对小鼠进行基因改造以使其缺乏时钟蛋白REV-ERBα时,这些动物便无法发育正常量的ILC3细胞。

研究者认为ILC3处于昼夜节律调节之下,某些关键的昼夜节律基因对于ILC3细胞的发育和功能至关重要。怀疑缺乏ILC3细胞或ILC3行为改变可能会影响人体抵抗肠道感染的能力。研究人员使用缺乏时钟蛋白的小鼠以及健康小鼠进行比较,研究了艰难梭菌细菌感染的影响,这种细菌会引起严重的腹泻。没有时钟蛋白的小鼠无法进行有效的防御:它们的ILC3细胞产生的破坏性免疫分子更多,保护性免疫分子更少,细菌在体内的传播范围更广。肠道的平衡被昼夜节律的破坏所破坏。ILC3细胞对肠道平衡非常重要,以至于可以通过靶向ILC3细胞中的时钟基因来抵抗其中的一些破坏。研究人员正在继续研究昼夜节律在消化道中的作用。昼夜节律对肠道健康的影响越来越大,可能会影响医学和医院的实践。研究人员认为在选择营养和药理学干预措施的最佳时机时,必须开始考虑肠道细胞的昼夜节律。

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