由加州大學河濱分校的生物醫學科學家領導的一組研究人員確定了一種新機制,通過該機制,在許多發炎性腸病或 IBD 患者中發現的基因 PTPN2 中的功能喪失突變影響腸道上皮細胞保持屏障。
腸上皮是單層細胞,通過提供屏障同時允許營養和水分吸收,對人類健康扮演至關重要的作用。腸道上皮細胞是調節免疫功能、與腸道菌叢溝通和保護腸道免受病原體感染所必需的——所有這些都主要依賴完整的腸道上皮屏障。
IBD 是一種慢性腸道疾病,影響大約 300 萬美國人,其腸道內壁發炎和滲漏。最近證實腸道滲漏(又稱腸漏)增加會提高罹患 IBD 的風險。
UCR 醫學院生物醫學科學教授Declan F. McCole領導的這項研究發表在《臨床調查期刊》上 ,他提到:“這篇新研究是我實驗室的一系列工作的結晶,這些研究確定了 PTPN2 中的功能喪失突變如何增加腸道通透性或滲漏性。” 該期刊已將該研究論文選為“編輯亮點”。
在這項在小鼠、人體細胞和 IBD 患者組織中進行的研究中,McCole 和他的同事們發現,在攜帶功能喪失 PTPN2 突變的 IBD 患者中,claudin-2 的表達,claudin-2是一種蛋白質會導致水和鈉的流失進入腸道並促進腹瀉。使用小鼠模型,McCole 實驗室確定了一種雙重機制,可以解釋 claudin-2 表達如何增加並導致體液流失。
McCole 解釋說,PTPN2 通常充當 claudin-2 表達的煞車。發生在 IBD 中的 PTPN2 功能喪失突變消除了這種煞車作用並允許增加體液流失。
“此外,PTPN2 還促進一種稱為matriptase 的內源性因子,該因子可從細胞膜區域去除 claudin-2,在該區域的調節作用,而使體液流失發生,”McCole 說。
降低 PTPN2 活性對這兩種機制的累積影響是增加體液流失。研究人員證明,這種缺陷可以通過用重組——或合成——matriptase 處理缺乏 PTPN2 的細胞來逆轉。
“我們的研究提高了對 IBD 遺傳學如何導致患者出現症狀的生理改變的理解,”McCole 說。“它還支持我們的相關研究,確定如何使用稱為 JAK 抑制劑的一類藥物來挽救‘腸漏症’,特別是在 PTPN2 基因功能喪失突變的患者中。
該研究還發現,最近發現的一種罕見的 PTPN2 新突變會導致兒童腸道上皮損傷,也會增加腸道上皮滲漏——但不會導致上皮細胞死亡。
“這證實患有這種疾病的患者可能會在疾病全面發展之前表現出‘腸漏症’,”麥克科爾說。
鄭醫師補充:
對功能醫學有概念的專業人員都知道:腸漏症是發炎性腸道疾病的前奏,然而腸漏症的影響不只是可能發展為發炎腸道疾病的健康風險而已,事實上,如果腸漏症沒有控制及處理,可能會引起全身免疫的失調,產生許多慢性症狀,包括皮膚過敏、鼻子過敏、氣喘、頭暈、頭痛、慢性疲勞、大腸腸躁症、自體免疫疾病、肌肉疼痛、關節發炎、憂鬱症等,可以說是百病叢生,這都是因食物不耐而引發腸漏症所致,絕對不可輕忽。要了解自己的身體不適症狀是否來自於腸漏症,皆可透過功能醫學相關檢測來直接了解,不須猜謎。
這篇研究透過基因層級的突變研究,找到部分的人為何先天就比一般人容易出現腸漏症甚至是罹患發炎性腸道疾病風險高出甚多,主因就是特定基因變異,也提供治療改善之道的機轉及原理說明,非常值得參考。
參考文獻:
Ronald R. Marchelletta, Moorthy Krishnan, Marianne R. Spalinger, Taylaur W. Placone, Rocio Alvarez, Anica Sayoc-Becerra, Vinicius Canale, Ali Shawki, Young Su Park, Lucas H.P. Bernts, Stephen Myers, Michel L. Tremblay, Kim E. Barrett, Evan Krystofiak, Bechara Kachar, Dermot P.B. McGovern, Christopher R. Weber, Elaine M. Hanson, Lars Eckmann, Declan F. McCole. T cell protein tyrosine phosphatase protects intestinal barrier function by restricting epithelial tight junction remodeling. Journal of Clinical Investigation, Sept. 1, 2021; DOI: 10.1172/JCI138230
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