為什么諸如克羅恩病等慢性炎性腸病會同時影響小腸和結腸健康，而另外一些諸如潰瘍性結腸炎等慢性炎性腸病僅會影響結腸，為了闡明這些臨床謎題，近日，一項刊登在國際雜志Gut上題為“Location-specific cell identity rather than exposure to GI microbiota defines many innate immune signaling cascades in the gut epithelium”的研究報告中，來自維爾茨堡大學等機構的科學家們通過研究在實驗室中開發出了一種消化道的微型版本，研究者發現，消化道中含有內在的分段，這或許就能給科學家們關于常見炎性疾病的發生帶來新的認識。

圖片來源：Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg, JMU

如今科學家們能夠開發出機體任何器官的微型版本，包括皮膚、大腦和腸道等，這些三維結構一般是通過干細胞所產生的，其被稱之為“類器官”（organoids）。研究者Sina Bartfeld說道，類器官的直徑大約為0.5毫米，其僅有一粒芥末的大小，但卻能夠顯示出與真實器官驚人的相似性，盡管它們的尺寸非常小，但這些類器官也能夠很好地模擬它們的來源器官。類器官中含有與真實器官相同類型的細胞，產生類器官的干細胞中含有一種預先編程好的組織特性，干細胞知道自己源于哪些器官，甚至在培養過程中其也會產生存在于機體器官中的多種細胞。

隨后研究人員利用胃、小腸和結腸來產生類器官，進行研究后他們意外地發現了一種大規模的分子復雜性，其是由RNA測序技術所揭示的，能夠反映細胞中的基因活性。另外一個研究發現則是，消化道不同片段所產生的類器官能夠開啟特殊的基因表達程序，這依賴于組織的均一性，胃部和腸道細胞必須產生不同的消化酶類，但研究者驚訝地發現，免疫系統中特殊的結合位點或許也是這種組織均一性的一部分。

免疫結合位點的特殊組織可能在器官特異性的炎性疾病中扮演關鍵角色，其甚至可能與癌癥的發生有關，其中也會涉及慢性炎癥，而炎癥是如何導致癌癥發生的，或許還需要進一步的研究才能夠知曉。如今研究人員不僅能在實驗室快速大量產生類器官，而且所產生的類器官還有一個額外的優勢，即其由于人體組織組成，能夠產生人體細胞的近似表征，由于人類和動物之間存在著實質性的差異，類器官還能幫助減少動物實驗并闡明獨特的人類疾病，此外，類器官還在藥物開發的過程中扮演著關鍵的作用。

此外，類器官也為研究消化系統在內的生物真實模型中的基本分子過程開辟了全新的途徑，位于消化道的上皮細胞發揮著重要的屏障功能，其能抑制細菌進入機體，這些病原體包括引發疾病的細菌或病毒等。與此同時，腸道中棲息著數萬億的有益菌群，其能幫助機體消化食物，上皮細胞不得不感知有益或有害的細菌或病毒，并適當產生反應，而這是通過特殊的免疫結合位點（模式識別受體）來完成的。

這些受體能識別腸道中不同細菌所產生的特殊分子，如果上皮細胞能識別有害病原體所產生的分子，其就會拉響警報并誘發特殊的免疫反應；截至目前為止，研究人員并不清楚上皮細胞是如何有效區分有害和有益細菌的，而且想要理解免疫細胞、上皮細胞和微生物之間的復雜相互作用也是非常困難的，然而，由于類器官中僅含有上皮細胞，因此研究人員就能利用這些類器官來調查發生相互作用時上皮細胞的分布情況。

這項研究中，研究人員發現，模式識別受體或許擁有其自身的片段特異性基因激活模式，胃部和腸道每個部分都有著自身獨特的模式識別受體，因此，上皮細胞的免疫反應也是具有位點特異性的，相比小腸或結腸組織，胃部對不同細菌化合物會產生反應，這些免疫反應上的差異可能就會導致諸如潰瘍性結腸炎或克羅恩病等片段特異性疾病的發生。那么到底是什么誘導了對細菌化合物產生不同的反應呢？最初研究人員的一種假設是，免疫受體會被調節來對有益細菌的定植產生反應，為了驗證這一假設，研究人員開發出了從未與細菌接觸的有機體，數據顯示，這些微生物確實會產生影響，但研究者驚訝地發現，在很大程度上，對上皮細胞的免疫識別實際上是在發育過程中由遺傳因素所決定的，并不會受到環境的影響。

總的來講，本文研究發現為闡明機體炎性疾病的發生過程提供了新的線索，研究者表示，消化道的每個特定部分都有著自身特定的免疫識別受體，先天性免疫功能的異常或功能失調或許就會促進炎性疾病的發生。（生物谷Bioon.com）

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