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该研究的主要作者包括Claire E. O’Leary、Julia S. B. Kind、Maya E. Kotas等,来自加州大学旧金山分校(University of California - San Francisco)等多个机构。研究于2022年3月4日发表在期刊《Science Immunology》上,文章标题为“Bile acid-sensitive tuft cells regulate biliary neutrophil influx”。
该研究的主要科学领域为免疫学和肝脏病理学。研究的背景是胆道炎症(biliary inflammation)和功能障碍是许多人类疾病的常见原因,如胆结石和胆管癌。然而,关于胆道炎症的局部调控机制知之甚少。Tuft细胞(簇细胞)是一种罕见的感觉上皮细胞,在胆囊和肝外胆管(extrahepatic bile ducts)的黏膜中特别丰富。研究的目的是探索Tuft细胞在胆道中的表型和功能,特别是其对胆汁酸(bile acids, BAs)的敏感性及其在调节胆道炎症中的作用。
研究分为多个步骤,主要包括以下内容:
Tuft细胞的表型分析
Tuft细胞与ILC2的独立调控
Tuft细胞的寿命和再生能力
胆汁酸对Tuft细胞数量的调节
Tuft细胞缺失对胆道炎症的影响
单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析
Tuft细胞的表型分析
研究发现,胆道Tuft细胞表达核心的Tuft细胞基因程序(如IL25、Dclk1、Chat等),并具有组织特异性的基因表达谱。与小肠Tuft细胞不同,胆道Tuft细胞在出生后随着胆汁酸生成的成熟而减少。
Tuft细胞与ILC2的独立调控
研究表明,胆道ILC2的表达与Tuft细胞无关,提示胆道Tuft细胞的调控不依赖于ILC2细胞因子信号。
Tuft细胞的寿命和再生能力
实验发现,胆道Tuft细胞在成年小鼠中寿命较长,且再生速度较慢。新生小鼠的Tuft细胞数量较多,但在成年后显著减少。
胆汁酸对Tuft细胞数量的调节
研究证实,胆汁酸(如胆酸cholic acid, CA)能够负调控胆道Tuft细胞的数量。通过饮食和药物调节胆汁酸水平,可以显著影响Tuft细胞的数量。
Tuft细胞缺失对胆道炎症的影响
在Tuft细胞缺失小鼠中,胆道炎症细胞(尤其是中性粒细胞neutrophils)的浸润显著增加,表明Tuft细胞在抑制胆道炎症中发挥重要作用。
单细胞RNA测序分析
单细胞测序结果显示,Tuft细胞缺失小鼠的胆道上皮细胞表达更多的炎症相关基因(如CXCL5、IL1B等),进一步支持了Tuft细胞在调节胆道炎症中的关键作用。
该研究揭示了胆道Tuft细胞作为胆汁酸敏感的免疫调节细胞,在维持胆道稳态和抑制炎症中的重要作用。研究发现,Tuft细胞通过调节中性粒细胞的浸润和炎症基因的表达,参与胆道炎症的调控。此外,研究还表明,肠道微生物群(microbiome)在胆道炎症的发生和发展中也起到关键作用。
研究还提出了未来研究的方向,包括进一步探索胆汁酸与Tuft细胞之间的分子机制,以及如何通过调控Tuft细胞来治疗胆道炎症相关疾病。此外,研究还为开发针对胆道炎症的新型治疗策略提供了理论依据。