今日Science：破解人类肠内分泌细胞命运的调控密码 | 热心肠日报

Science——[56.9]

① 构建基于成年人类小肠类器官和CRISPR基因敲除的高通量筛选平台，对调控人类肠内分泌细胞（EEC）谱系分化的转录因子（TF）进行系统性无偏鉴定；② 发现ZNF800是在内分泌谱系定向分化中起主导作用的转录抑制因子；③ ZNF800直接抑制内分泌TF调控网络（其靶基因包括该网络中的核心TF：INSM1、SOX4、NEUROG3等），从而抑制肠干细胞向EEC分化；④ ZNF800还直接抑制PAX4，PAX4通过抑制ARX来抑制其他EEC亚型的分化，驱动偏向肠嗜铬细胞的分化轨迹。

肠内分泌细胞（EEC）位于胃肠道上皮，产生各种参与代谢调控的激素。不同EEC谱系的分化是由专门的转录因子网络控制的。然而，由于从成体干细胞分化EEC的效率很低，很难搞清这个调控网络的组成和机制。Science最新发表的一项研究，利用人肠道类器官和CRISPR基因敲除筛选系统，对调控成人EEC谱系分化的转录因子进行了大规模无偏鉴定，发现一个此前功能未知的锌指蛋白转录因子ZNF800，在EEC谱系分化中发挥主导作用，处于内分泌转录因子网络的上游位置。这项工作展示了优化人类类器官在基于CRISPR的功能筛选中的价值潜力，为鉴定人类肠道生理学和病生理学中的其他调节因子铺平了道路。（@mildbreeze）

Unbiased transcription factor CRISPR screen identifies ZNF800 as master repressor of enteroendocrine differentiation

2023-10-26, doi: 10.1126/science.adi2246

Cell Stem Cell——[23.9]

① 辐照诱导肠隐窝损伤后2天，损伤部位的单核细胞/巨噬细胞介导的转化生长因子β1（TGFB1）表达激增；② 巨噬细胞耗竭或TGFB信号转导基因破坏显著损害肠再生；③ 肠再生特点是在修复过程中诱导胎儿样转录特征；④ 类器官培养中，TGFB1治疗对诱导胎儿样/再生状态必要且充分；⑤ 间充质细胞对TGFB1有反应并增强再生反应；⑥ 机制上，TGFB1通过激活促再生转录因子YAP/TEAD和SOX9促进肠上皮再生；⑦ TGFB1预处理可增强原代上皮培养物植入到小鼠受损结肠中。

肠道上皮具有非凡的从损伤中恢复的能力。近日，东南大学陈磊团队联合国外实验室在Cell Stem Cell上发表文章，利用高通量测序方法并结合小鼠遗传学及类器官，研究TGFB信号在损伤后肠道再生过程中的作用。（@圆圈儿）

TGFB1 induces fetal reprogramming and enhances intestinal regeneration

2023-10-20, doi: 10.1016/j.stem.2023.09.015

Nature Metabolism——[20.8]

① 本研究通过对雄性小鼠肠道粪便洗涤液进行大量和单细胞RNA测序，结果表明脱落上皮细胞保持活力，并在脱落时上调多种抗菌程序；② 进一步的研究发现肠道粪便洗涤液有大量的免疫细胞脱落，这在右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎中脱落更多；③ 此外，粪便宿主转录组学反映了肠道组织在干扰后（如使用抗生素或DSS）的变化；④ 本研究提示了肠腔中脱落细胞的潜在功能，并证明肠道洗涤液中的宿主细胞转录组可以用来探测肠道组织状态。

传统的肠细胞更替的观点认为，肠上皮细胞从组织分离后立即死亡。与这一观点相反，近期发表于Nature Metabolism的一项研究表明，脱落的上皮细胞在小鼠中仍然可以存活几个小时，它们在脱落后，会进一步上调基因，包括抗菌程序。另外，不仅上皮细胞持续脱落，而且各种免疫细胞群也持续脱落。本研究提示，肠道中的脱落细胞可反映病理过程，因此可以用来探测胃肠道生物学。（@注册营养师陈彬林）

The cellular states and fates of shed intestinal cells

2023-10-19, doi: 10.1038/s42255-023-00905-9

Annual Review of Physiology——[18.2]

① 簇细胞是一种罕见且形态独特的化学感应细胞类型，存在于胃肠道等器官中；② 簇细胞拥有丰富的细胞骨架蛋白（核心肌动蛋白、微管和中间丝、细胞小刺及簇细胞质膜和管泡网络等）以支持其独特的顶端突出形态；③ 簇细胞在组织间和组织内具有功能和身份的变化，导致不同簇细胞群的划分，并具有对其环境特异配体有反应的受体；④ 簇细胞不仅维持肠道屏障，且在炎症、癌症和病毒感染中发挥作用；⑤ 目前已开发簇细胞靶向抑制剂，用于治疗多种疾病。

近日，发表在Annual Review of Physiology上的这篇综述，总结了有关簇细胞的形态和亚细胞结构、刺激簇细胞的配体-受体相互作用以及簇细胞在复杂肠道环境中引发的效应器功能并讨论肠道簇细胞在炎症、癌症和感染等疾病中的各种作用。（@圆圈儿）

Intestinal Tuft Cells: Morphology, Function, and Implications for Human Health

2023-10-20, doi: 10.1146/annurev-physiol-042022-030310

Lancet——[168.9]

① 纳入463名参与者（68%女性）随机分配接受低剂量阿米替林（232人）或安慰剂（231人）治疗；② 阿米替林在3个月和6个月时的主要结果优于安慰剂，组间IBS-SSS评分差异显著；③ 主观全面评定发现服用阿米替林患者总体改善症状的可能性几乎是安慰剂组的两倍；④ 参与者的焦虑或抑郁评分无显著差异，说明药物可能通过肠道而不是抗抑郁发挥作用；⑤ 阿米替林的不良反应主要与其已知的抗胆碱能作用有关，除便秘和腹泻外（＜10%），严重的不良反应很少。

当一线治疗（如饮食改变、纤维、泻药、止痉挛或止腹泻药物）不能改善症状时，肠易激综合征（IBS）患者会被建议接受低剂量三环类抗抑郁药作为二线治疗。阿米替林作为一种三环类药物，最初用于治疗抑郁症，但其在治疗IBS中的有效性和安全性还未知。近期发表于Lancet上的一项3期临床试验，发现阿米替林比安慰剂能更有效缓解IBS症状，且根据症状反应和副作用滴定剂量时，阿米替林的安全性和耐受性良好。（@RZN）

Amitriptyline at Low-Dose and Titrated for Irritable Bowel Syndrome as Second-Line Treatment in primary care (ATLANTIS): a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial

2023-10-16, doi: 10.1016/S0140-6736(23)01523-4

Clinical Gastroenterology and Hepatology——[12.6]

① 纳入3391名16岁和24岁受试者进行横断面研究；② 相比未患肠易激综合征（IBS）受试者，16和24岁时患IBS受试者的总体健康相关生活质量（HRQoL）较低，且EQ-5D报告中焦虑/抑郁、疼痛/不适、日常活动、活动能力维度问题较多；③ 16岁时EQ-5D指数值、心理困扰与24岁时新发IBS分别呈负、正相关；④ 16岁时患腹痛相关的肠脑交互障碍（AP-DGBI）与24岁时新发的心理困扰相关；⑤ 肠脑双向相互作用与AP-DGBI症状的产生、HRQoL损伤和心理困扰有关。

青少年和年轻人群中，关于其健康相关生活质量（HRQoL）、心理困扰和肠易激综合征（IBS）之间横断面和纵向关联研究很少。近日，发表在Clinical Gastroenterology and Hepatology上的这篇文章，研究了青春期和成年早期HRQoL和IBS之间的横断面关联，以及从童年到成年过渡过程中的双向肠-脑相互作用。（@圆圈儿）

Quality of life and bi-directional gut-brain interactions in irritable bowel syndrome from adolescence to adulthood

2023-10-04, doi: 10.1016/j.cgh.2023.09.022

Nature Communications——[16.6]

① 4种胆汁酸（BAs）可以诱导NPC1L1从内吞循环体（ERC）定位到细胞膜（PM），并降低ERC中胆固醇；② NPC1L1阳性囊泡中胆固醇的减少使Q1277KR暴露于LIMA1，LIMA1可将NPC1L1蛋白桥接到含有肌球蛋白Vb的运输复合物上，诱导NPC1L1易位到PM；③ 通过胆固醇调节的NPC1L1的A1272LAL残基与囊泡膜的结合可以阻止Q1277KR暴露于LIMA1；④ 通过降低ERC胆固醇，BAs有利于NPC1L1再循环回细胞表面，增加胆固醇吸收。

NPC1L1是一种介导胆固醇肝肠吸收的关键蛋白，通过囊泡运输方式，NPC1L1可以将大量胆固醇运输到内吞循环体（ERC），摄取膳食胆固醇，抑制NPC1L1可减少胆固醇吸收。目前尚不清楚NPC1L1摄取的ERC胆固醇如何转运到内质网中。武汉大学生命科学学院宋保亮院士团队在Nature Communications上发表最新研究，证明了胆汁酸的细胞内胆固醇转运功能，并解释了在胆固醇吸收过程中，NPC1L1阳性区室中大量胆固醇是如何在肠上皮细胞中被消除的。（@RZN）

Bile acids-mediated intracellular cholesterol transport promotes intestinal cholesterol absorption and NPC1L1 recycling

2023-10-13, doi: 10.1038/s41467-023-42179-5

Nature Communications——[16.6]

① 低剂量链脲佐菌素和高脂肪饮食处理STAM小鼠，构建糖尿病相关的NASH-HCC模型；② 胰岛素或根皮苷治疗均可改善STAM小鼠的高血糖和NASH，而单独胰岛素治疗可抑制HCC，同时改善肠道生态失调并恢复抗菌肽产生；③ 糖尿病/NASH患者具有STAM小鼠相似的肠道菌群特征，并胰岛素治疗可改善肠道生态失调；④ 肠上皮细胞缺乏胰岛素受体的STAM（ieIRKO）小鼠肠道生态失调且屏障功能受损，胰岛素治疗无法抑制其HCC；⑤ HFD喂养的ieIRKO小鼠易患HCC。

糖尿病会增加非酒精性脂肪性肝炎（NASH）和肝细胞癌（HCC）的风险。近日，发表在Nature Communications上的这篇文章，利用糖尿病NASH-HCC模型小鼠及糖尿病和NASH患者样本，证明肠道中胰岛素信号传导对肝癌发生的保护作用，且与肠道屏障功能维持和生态失调抑制相关。（@圆圈儿）

Gut insulin action protects from hepatocarcinogenesis in diabetic mice comorbid with nonalcoholic steatohepatitis

2023-10-18, doi: 10.1038/s41467-023-42334-y

Advanced Drug Delivery Reviews——[16.1]

① 胃肠道粘液层由水、糖蛋白、脂质、盐、抗菌肽和其他蛋白组成，为胃肠组织提供屏障，其中MUC2和MUC5AC分别是肠和胃中主要黏蛋白；② 多种体内（原生粘液、切除的组织等）和体外（粘液水凝胶、细胞培养、器官芯片等）模型可用于研究胃肠粘液性质；③ 肠道粘液模型可用于药物递送、对化学刺激的反应及粘液层和肠道细菌之间相互作用的研究；④ 有效的药物或载体系统需克服粘附作用或粘液中的排斥效应，以有效地穿透粘液并到达底层粘膜组织。

胃肠粘液在调节肠道微生物群的定植和生长方面扮演着重要角色。最近一项发表在Advanced Drug Delivery Reviews的综述探讨了原生胃肠粘液的特性，以及胃肠粘液与药物、药物载体和细菌之间的相互作用，着重强调了胃肠粘液在调节肠内容物（包括药物载体和肠道微生物群）与底层组织和细胞之间相互作用的重要性，并讨论了粘液-细菌相互作用和微生物群对药物传递的影响，为研究胃肠粘液、药物传递和微生物相互作用提供重要的参考和指导。（@EADGBE）

Native Gastrointestinal Mucus: Models and Techniques for Studying Interactions with Drugs, Drug Carriers, and Bacteria

2023-06-15, doi: 10.1016/j.addr.2023.114966

ACS Nano——[17.1]

① 胃肠道pH和酶解作用、黏液层和肠道上皮是降低口服药物生物利用度的主要因素；② 固体脂质纳米粒、多聚物型生物降解纳米粒、金属纳米颗粒和细胞外囊泡等用于口服药物的包装；③ 纳米颗粒的表面化学、大小、形状及其修饰涂层（PEG、EDTA、细胞穿透肽等）显著影响其转运；④ 动物、离体、体外（2D或3D）、类器官和微流控肠道芯片等模型可被用于纳米颗粒转运研究；⑤ 纳米颗粒可通过细胞旁途径、內吞、巨胞饮、乳糜微粒及靶向M细胞等进行体内运输。

胃肠道给药（如口服、直肠给药等方式）对于患者来说更加方便，可以提高患者的用药依从性。然而，胃肠道的消化环境和胃肠粘膜转运限制等特性会对药物的吸收产生影响。发表在ACS Nano上的一篇综述总结了肠道屏障的不同组成部分以及用于口服递送的纳米颗粒的类型，特别着重研究了纳米颗粒的内化过程以及纳米颗粒或荷载物质在跨越上皮细胞时所使用的各种细胞内途径。通过了解肠道屏障、纳米颗粒的特性以及其输送途径，有望更好地开发出用于治疗的纳米颗粒作为药物载体。（@EADGBE）

Mechanisms of Nanoparticle Transport across Intestinal Tissue: An Oral Delivery Perspective

2023-07-06, doi: 10.1021/acsnano.3c02403

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，圆圈儿，注册营养师陈彬林，orchid，RZN，YANG WEI