胃肠道内分泌细胞(EECs)通过受体传感器释放多种肽类激素,以调控食物消化、营养同化和胰岛素释放等生理过程。EECs拥有十多种亚型,其功能障碍与多种疾病病因密切相关,例如,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)分泌受限与糖尿病和肥胖的高发率相关。因此,EECs成为代谢疾病重要的治疗靶点,急需建立更为健全的数据库并进行深入研究。
事实上,人体内的EECs数量极为稀少,仅占肠上皮的约1%。组织来源的EECs在未经固定的情况下难以识别与纯化,而小鼠等模式动物与人类之间存在显著的种间差异。为此,来自人原代组织,并能够保留器官生理功能和结构相似性的类器官,逐渐成为研究EECs功能的理想体外模型。
2020年,类器官研究领域的专家Hans Clevers团队开发了肠道内分泌细胞的类器官模型,并绘制了EECs的转录组学和分泌产物表达图谱,为EECs的体外功能研究奠定了基础。2024年,Hans Clevers教授与罗氏制药团队在顶尖期刊《Science》上发表了关于“人类胃肠道内分泌细胞传感器描述与功能验证”的研究论文。研究中,通过过表达NEUROG3诱导了胃类器官EECs的生成,并与先前的肠道类器官EECs文库结合,生成了深度受体转录组图谱。
研究小组在22种不同受体缺陷的类器官系中进行了配体诱导的分泌实验,揭示了调控GLP-1等激素分泌的多个受体传感器,为糖尿病等疾病治疗提供了潜在药理学靶点。长期以来,EECs在胃类器官中的大量产生一直是一个挑战。研究人员通过向培养基中添加多西环素,诱导胃类器官中过表达NEUROG3,使其成功分化产生了EECs,并显示出成熟的分泌功能。
进一步的蛋白质组学分析发现,只有在NEUROG3过表达的情况下,胃类器官才能产生内分泌产物。此外,研究显示,ECL细胞(特定的胃内分泌细胞亚群)的标志物在实验中未能检出,表明ECL细胞的分化机制可能有所不同。
研究人员进一步探索了人类胃、小肠和结肠活检组织中的EECs,获得了更深层次的人类EECs数据集。最终发现,ECL细胞的分化调节因子在组织数据集中具有特异性高表达,强调了EECs的多样性及其潜在的研究价值。
通过建立受体缺陷的胃肠道类器官系,研究证明了不同受体在调控诸如GLP-1和5-HT等激素分泌中的功能。这为基于EECs的药物开发提供了重要的理论依据。研究人员开发了新的胃内分泌细胞分化方法,并创造了受体突变体生物库,以便于深入的功能筛选。
总之,本研究展示的胃肠道类器官EEC作为体外功能研究平台,具有潜在的应用价值,为未来EECs功能探索和药物开发奠定了基础。强大的品牌如利来国际,提供多种生物技术支持,使类器官培养过程更加可控,提高实验的准确性和可重复性。