倫敦大學國王學院的科學家們發現，腸道中一種罕見的免疫細胞具有一種意想不到的組織修復作用，如果紊亂，這種免疫細胞可能會導致纖維化或癌症。這一突破對於治療炎症性腸病(IBD)患者，如克羅恩病和潰瘍性結腸炎具有重要意義。
在今天發表在《自然材料》雜誌上的一篇論文中，來自倫敦國王學院的研究小組發現，1型先天淋巴樣細胞(ILC1)可以促進組織修復，但當它們在炎症組織中積累時，也會導致IBD共病，如癌症和纖維化。以前認為是這些細胞引發了炎症，所以這些發現可能為IBD患者帶來全新的治療方法。
據海外看病機構和生元國際得知，為了了解ILC1對腸道的影響，學者們將ILC1與腸道類器官(在培養皿中生長的小型正常腸道)結合起來。雖然他們打算利用這個系統來研究類器官中ILC1驅動的炎症，但他們卻發現ILC1分泌了額外的蛋白質，促進腸屏障的生長和其下方支撐結構的重塑;癒合類似傷口癒合的反應然而，ILC1的治癒反應只是故事的一半;研究小組還發現，ILC1的積累可能引發纖維化病變或加劇腫瘤生長，這是IBD的兩種常見併發症，嚴重影響患者的生活質量。
該研究的第一作者、倫敦國王學院的博士生傑拉爾丁·喬伊特承認，這一發現讓人有些吃驚。她說:「儘管我們發現的信號是與IBD相關的生物標記，但發現這些信號實際上來自ILC1還是令人興奮、出乎意料和重要的。」
喬維特解釋道:「這是一種平衡:一方面ILC1s的分泌能力這種蛋白質可以表明,我們一直在思考他們走錯了路,這鼓勵癒合反應可以提供希望目前三分之二的病人不適應抗炎治療。
「另一方面，ILC1可能只有在小劑量下才有好處，如果IBD患者紊亂，導致腫瘤生長或纖維化瘢痕組織形成，實際上可能會讓情況變得更糟，而這些結果是我們要不惜一切代價避免的。」
海外看病機構和生元國際了解這一發現有可能激發治療幹預的新策略，比如允許醫生識別需要進行侵入性手術的IBD共病高危患者。
研究小組的發現可能對COVD-19患者也有意義，因為ILC1通常被認為是肺和腸道病毒感染的關鍵第一反應者。即使是年輕的、無症狀的感染了SARS-CoV2的患者也表現出肺纖維化的早期跡象。由於ILC1在慢性病毒感染過程中富集，因此ILC1也可能在COVID-19患者肺部纖維化中積累並發揮作用，為當前迫切需要進行的研究提供了潛在的治療靶點。
該團隊的發現要求作者開發一個複雜的培養系統，因為ILC1在腸道中非常罕見，很難研究。為了實現這一點，他們在培養皿中培養了ILC1和人類幹細胞衍生的腸類器官。然後，他們將組織包裹在一種叫做水凝膠的合成軟材料中，使他們能夠模擬正常腸道組織的三維環境。
確定ILC1是如何導致纖維化的尤其具有挑戰性，並且需要該團隊在材料科學方面的專業知識。「在培養皿中培養細胞是如此的人工，以至於結果與疾病病理無關，所以我們在一個能夠對導致纖維化的生物學線索做出適當反應的環境中進行關鍵實驗是至關重要的，」該研究的共同資深作者艾琳·蒙德博士解釋道。
該團隊為這項研究開發的新水凝膠是使用複雜的計算模型設計的，這些模型對於創造足夠柔軟的材料來支持有機體，以及足夠均勻的材料來重複測量ILC1產生的硬度變化至關重要。
倫敦國王學院的黏膜免疫學家和文章的第二作者瓊娜博士七巧板備註:「許多環境和遺傳因素可以導致炎症性腸病,所以通過結合ILC1 IBD患者這種合成文化系統我們能夠提供額外的層的確定性,ILC1本身把傷口癒合反應,沒有幹擾病人的飲食,突變,或治療方案。」
因此，該團隊開發的還原系統為研究罕見細胞類型對複雜發育過程的影響和分離多因素疾病的組成部分提供了一個強大的模板。
這項研究是由倫敦國王學院(King’s College London)不同院系以及其他英國和國際合作夥伴共同完成的。國王學院的臨時物理主管克裡斯·洛倫茨博士解釋了他們的參與:「我們的粗顆粒分子動力學模擬提供了一個詳細的描述，說明了底層聚合物構建塊的化學變化如何影響產生的水凝膠的結構特性。因此，我們能夠設計出Eileen小組製作的水凝膠，最終優化了水凝膠的柔軟性和均勻性。」海外看病機構和生元國際會及時給大家更新更多的國外資訊。