2月21日科學(xué)家以單細(xì)胞分辨率繪制整個(gè)人類腸道

北卡羅來納州教堂山——如果你感到緊張，你可能會(huì)感覺到它在你的直覺里。如果你吃辣椒，你的腸道可能會(huì)反胃，但你的朋友可以吃任何東西，感覺很棒。您可以像糖果一樣彈出布洛芬而不會(huì)產(chǎn)生不良影響，但您朋友的腹部可能會(huì)流血并且可能無法緩解疼痛。為什么是這樣?快速的答案是因?yàn)槲覀兌际遣煌摹＝酉聛淼膯栴}是究竟有多大不同，這些差異對(duì)健康和疾病意味著什么?回答這些要困難得多，但Scott Magness 博士的 UNC 醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室正在揭示一些有趣的科學(xué)答案。

Magness 實(shí)驗(yàn)室首次使用來自三個(gè)器官捐贈(zèng)者的整個(gè)人類胃腸道來展示腸道所有區(qū)域的細(xì)胞類型如何不同，闡明細(xì)胞功能，并顯示這些細(xì)胞之間和個(gè)體之間的基因表達(dá)差異。

這項(xiàng)工作發(fā)表在Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology上，為以比以往任何時(shí)候都更精確的方式探索腸道健康的許多方面打開了大門。

“我們的實(shí)驗(yàn)室表明，了解每種細(xì)胞類型在重要過程中的功能是可能的，例如營(yíng)養(yǎng)吸收、對(duì)寄生蟲的保護(hù)，以及調(diào)節(jié)飲食行為和腸道運(yùn)動(dòng)的粘液和激素的產(chǎn)生，”聯(lián)合研究中心副教授 Magness 說。 UNC-NC 州生物醫(yī)學(xué)工程系和該論文的高級(jí)作者。“我們還了解了腸道內(nèi)壁如何通過受體和傳感器與環(huán)境相互作用，以及藥物如何與不同的細(xì)胞類型相互作用。”

敏感的腸道

當(dāng)配音演員愉快地講述可能的副作用時(shí)，想想典型的制藥商業(yè)畫外音，例如腹瀉、嘔吐、腸道出血和其他不愉快的附帶損害。好吧，Magness 實(shí)驗(yàn)室正試圖了解為什么會(huì)發(fā)生這些副作用，具體到單個(gè)細(xì)胞的水平、它們的功能、它們的位置和它們的基因。

在這項(xiàng)研究中，Magness 實(shí)驗(yàn)室專注于上皮細(xì)胞：將腸道和結(jié)腸內(nèi)部與其他一切分開的單細(xì)胞厚層。與其他細(xì)胞群和微生物群一樣，上皮細(xì)胞對(duì)人類健康非常重要，多年來科學(xué)家一直在探索它。但直到現(xiàn)在，研究人員只能從消化道的幾個(gè)部分(通常是結(jié)腸或小腸的有限區(qū)域)進(jìn)行米粒大小的微小活檢。

“這種探索就像從太空看美國(guó)，但只調(diào)查馬薩諸塞州、俄克拉荷馬州和加利福尼亞州正在發(fā)生的事情，”馬格內(nèi)斯說。“要真正了解這個(gè)國(guó)家，我們希望看到一切。”

Magness 依靠共同第一作者、博士后研究員 Joseph Burclaff 博士和研究生 Jarrett Bliton，他們都是 Magness 實(shí)驗(yàn)室的實(shí)習(xí)生。

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