劍橋大學培育患者“迷你腸道”

克羅恩病是一種炎癥性腸病(IBD)。這是一種以消化道炎癥為特征的終身疾病，在英國，每350人中就有一人患有此病，其中四分之一的人在18歲之前發(fā)病。即使在最輕微的情況下，它也會引起對生活質量產生重大影響的癥狀，包括胃痛、腹瀉、體重減輕和疲勞，但它也可能導致大面積手術、住院、接觸有毒藥物，并對患者及其家屬產生重大影響。

雖然有一些證據(jù)表明，如果一個人的一級親屬患有克羅恩病，那么他患克羅恩病的風險就會更大，但在確定遺傳風險因素方面卻取得了有限的成功。因此，據(jù)估計，只有10%的遺傳是由于我們DNA的變異。

劍橋大學的科學家們在實驗室里培育出了“迷你腸道”，以幫助了解克羅恩病。研究表明，改變腸道細胞DNA的“開關”在這種疾病及其在患者身上的表現(xiàn)中起著重要作用。

研究人員表示，這些迷你腸道將來可以用來確定針對個別患者的最佳治療方案，從而實現(xiàn)更精確和個性化的治療。

劍橋大學和劍橋大學醫(yī)院NHS基金會信托基金(CUH)的兒科胃腸病學教授Matthias Zilbauer說:“克羅恩病和IBD的病例數(shù)量在全球范圍內急劇上升，特別是在年幼的兒童中，但是盡管幾十年的研究，沒有人知道是什么原因導致的。部分問題在于很難建立這種疾病的模型。我們不得不主要依靠對鼠的研究，但這些研究在告訴我們人類疾病方面是有限的?！?/p>

在今天發(fā)表在《Gut》雜志上的一項研究中，Zilbauer教授和他的同事們使用了來自炎癥腸道的細胞，這些細胞是由160名患者捐贈的，主要是患者和青少年，在CUH培養(yǎng)了300多個迷你腸道——被稱為類器官——在實驗室里幫助他們更好地了解這種情況。樣本由克羅恩病和潰瘍性結腸炎患者以及未受IBD影響的患者捐贈。

“我們制造的類器官主要來自兒童和青少年，”Zilbauer教授說?！八麄兓旧辖o了我們一些腸道碎片來幫助我們的研究?？肆_恩病在任何年齡都是一種嚴重的疾病，但如果沒有我們志愿者的勇氣和支持，我們不可能有這樣的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

類器官是3D細胞培養(yǎng)物，模仿特定器官的關鍵功能，在這種情況下是上皮-腸道內壁。研究人員從腸道中提取的特定細胞，即干細胞培養(yǎng)它們。干細胞在腸道中永遠存活，不斷分裂，使腸道上皮再生。

通過使用這些類器官，他們發(fā)現(xiàn)克羅恩病患者腸道中的上皮細胞與健康對照組的DNA具有不同的“表觀遺傳”模式。表觀遺傳學是指我們的DNA通過附著在DNA上的“開關”進行修飾，這些“開關”可以打開或關閉基因，或者提高或降低基因的活性，從而使DNA本身保持完整，但改變了細胞的功能。

Zilbauer教授是劍橋大學干細胞研究所的一名研究員，他說:“我們所看到的不僅是克羅恩病的表觀遺傳變化不同，而且這些變化與疾病的嚴重程度之間存在相關性。每個病人的病程都是不同的，這些變化有助于解釋為什么不是每個類器官都有相同的表觀遺傳變化?！?/p>

研究人員表示，類器官可以用來開發(fā)和測試新的治療方法，看看它們對克羅恩病腸道內壁的效果如何。它還為個別患者量身定制治療方案提供了可能。

該研究報告的合著者、加州大學附屬醫(yī)院兒科胃腸病學顧問、兒科IBD服務負責人Robert Heuschkel博士說:“目前，我們無法知道哪種治療方法對病人最有效。即使是我們目前使用的治療方法，也只對大約一半的患者有效，而且隨著時間的推移，效果會越來越差。這是個大問題。在未來，你可以想象從一個特定的病人身上提取細胞，培養(yǎng)他們的類器官，在類器官上測試不同的藥物，然后說，‘好吧，這就是對這個人有效的藥物’?！?/p>

該研究強調了與克羅恩病有關的一種特殊途徑，即主要組織相容性復合體(MHC)- 1。這種途徑允許免疫細胞識別抗原，即在體內引起免疫反應的毒素或其他外來物質，可能包括我們食物中的分子或腸道微生物群。研究小組發(fā)現(xiàn)，克羅恩病患者腸道內層細胞的MHC- 1活性增加，這可能導致腸道特定部位的炎癥。

Zilbauer教授說:“這是第一次有人能夠證明穩(wěn)定的表觀遺傳變化可以解釋克羅恩病患者腸道上皮的問題?！?/p>

表觀遺傳修飾被發(fā)現(xiàn)是非常穩(wěn)定的，這可以解釋為什么即使在治療后，當病人看起來痊愈了，他們的炎癥會在幾個月后復發(fā)——藥物治療的是癥狀，而不是根本原因。

在嬰兒在子宮里發(fā)育的早期，表觀遺傳變化就被編入了我們的細胞。它們受到環(huán)境因素的影響，其中可能包括接觸感染或抗生素，甚至沒有接觸感染，即所謂的“衛(wèi)生假說”，即我們沒有接觸到足夠的微生物，從而使我們的免疫系統(tǒng)無法正常發(fā)育。研究人員表示，這可能為導致克羅恩病的表觀遺傳變化最初是如何發(fā)生的提供了一種可能的解釋。

劍橋企業(yè)正在與Zilbauer教授及其團隊合作，并于最近為這項技術申請了專利。他們正在尋找商業(yè)伙伴來幫助開發(fā)這一機會。

來源：Gut

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應的酸。

4. 反應活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質發(fā)生以下反應：

   - 還原反應：可以被還原劑還原為相應的醇。

   - 加成反應：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應，形成相應的加成產物。

   - 導入反應：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應，發(fā)生導入反應，形成醇或酯。

5. 異構性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構體，它們的分子結構不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應避免與火源接觸和存放在易燃物質附近。