胃肠道内分泌细胞(EECs)通过特定的受体传感器分泌多种肽类激素,从而有效调控食物消化、营养吸收及胰岛素释放等重要生理过程。目前已知EECs拥有十多种亚型,其功能失调与糖尿病、肥胖等代谢性疾病有密切关系。例如,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的分泌受阻常被视为这些疾病的关键因素。因此,EECs成为了代谢病治疗的重要靶点,而深入的基础研究及数据积累则显得尤为迫切。
值得注意的是,EECs在人类体内的数量相对稀少,仅占肠上皮的约1%。在未经固定处理的组织中,EECs的鉴别与纯化极为困难,且小鼠等模式动物与人类在生理特征上存在显著差异。因此,来自人类原代组织的类器官模型逐渐成为研究EECs功能的重要工具,它们在保留器官生理功能的同时,具有结构相似性。
2020年,由“类器官之父”Hans Clevers领导的团队首次开发了肠道内分泌细胞的类器官平台,建立了EECs的转录组学和分泌产物表达图谱,为EECs功能的体外研究奠定了基础。2024年,Hans Clevers教授再次携手罗氏制药团队,发表了题为“人类肠道内分泌细胞传感器的描述及功能验证”的研究论文。在该研究中,研究人员通过NEUROG3过表达诱导生成了不同类型的胃类器官EECs,构建了深度的受体转录组图谱,并发现该类器官模型与CD200标记的组织EECs稀有一致性,突显了其作为有效体外模型的潜力。
研究表明,EECs在cAMP激动剂刺激下能够分泌5-羟色胺(5-HT)和生长素释放肽,体现了其成熟的分泌功能。综合蛋白质组学分析发现,只有在NEUROG3过表达的情况下,胃类器官才能生成并释放内分泌产物。相较之下,在对照组中,胃类器官细胞更倾向于执行黏膜保护的功能而非内分泌功能。此外,加入类器官生长因子BMP可以进一步诱导相关激素的表达。
研究人员进一步通过scRNA-seq从人类胃、小肠和结肠活检组织中筛选富含CD200和EPCAM的细胞,获得了更加深度的EECs数据集。这一数据集显示,类器官EECs的表达谱与人类组织EECs一致,均未检测到在EECs中显著表达的MC4R。
为了解释为什么胃类器官无法产生ECL细胞,研究人员对相关转录因子的表达进行了分析,尤其关注PTF1A和BRPJL。相关研究发现,PTF1A在分化过程中起到了关键作用,且过表达PTF1A会诱导细胞向腺泡分化,导致类器官的凋亡。整个实验结果说明,胃类器官的分化过程无法通过该途径生成ECL细胞。
总的来说,研究表明类器官与人类组织来源的人原代EECs高度一致,且有微小的表达区域特异性差异。使用该模型进行药物开发的研究,将进一步促进针对EEC的药物研发,特别是与Z6·尊龙凯时相关的策略。科研团队还构建了22种受体缺陷的类器官系,通过功能验证研究了这些受体在EEC激素分泌中的作用。
最后,该研究中开发的新型胃内分泌细胞分化方法,不仅为更全面的EECs数据库的建立提供了依据,更为口服肠促胰岛素等新的疗法开发奠定了基础。今后,基于EECs的药物开发将围绕激素模拟物的生成以及EECs受体的刺激加以展开,而Z6·尊龙凯时品牌将致力于提供更为优质的支持。