2019年2月16日訊/
生物谷BIOON/---來自荷蘭胡布勒支研究所的Hans Clevers團隊和他們的合作者們揭示了腸道中產生激素的細胞的起源和功能，並且為調節腸道激素產生來治療人類疾病開闢了新的途徑。相關研究結果近期分別發表在Nature Cell Biology期刊和Cell期刊上。
你有沒有想過，當你飢腸咕嚕時，這種種突然的飢餓感是從哪裡來的?當成千上萬的營養物敏感細胞或者說腸內分泌細胞（enteroendocrine cell）散布在胃腸道中並釋放出數百萬個充滿胃飢餓素（ghrelin）的微小囊泡進入血液時，這種情況就會發生。這些激素是腸道與消化道的較遠部分或胰腺和大腦等其他器官進行溝通和協調的主要方式。
圖片來自Hubrecht Institute。
在對某些刺激作出的反應中，不同的腸內分泌細胞產生不同的激素，這些激素誘導飢餓或飽腹感、協調腸肌的運動和促進腸道的保護性細胞層修復或刺激胰腺產生更多的胰島素。對II型糖尿患者而言，促進胰腺產生更多胰島素是特別有意義的，這是因為這些患者本身不能夠產生足夠的胰島素來穩定他們的葡萄糖水平。最為成功的
糖尿病治療方法之一是基於腸道激素GLP1，這些患者在GLP1的作用下能夠控制血糖同時無需注射胰島素。
腸道內膜中腸內分泌細胞所佔的比例不到1%。這些所佔比例不到1%的腸內分泌細胞還可分成許多產生不同激素的細胞亞型。因此，找到一種特定類型的腸內分泌細胞是較為困難的。這就像在裝滿鵝卵石的卡車裡尋找一些鑽石、紅寶石和綠寶石。你可以稱量每種裝載物的重量、測量它、磨碎它和分析它的礦物成分，但是由於寶石所佔的比例比較低，在大多數情形下，你獲得的是鵝卵石而不是寶石。
為了研究這些罕見的細胞，這些研究人員將單細胞測序與確定每個細胞年齡的方法相結合。為了與寶石的比喻保持一致，他們讓所有的寶石都閃耀著耀眼的光芒，以至於能夠從中挑選出單個寶石進行分析。此外，寶石的顏色告訴這些研究人員每個細胞的年齡。因此，他們能夠研究腸內分泌細胞的發育。
調整系統腸內分泌細胞在腸道中持續產生，並且僅能存活數周的時間。令人吃驚的是，這些研究人員發現許多腸內分泌細胞在衰老時會改變它們的激素分泌。就治療的角度而言，細胞改變激素產生並因此改變功能的能力是非常有趣的。一旦理解控制這種改變的信號，就可能能夠刺激腸道增加特定激素的產生，以便治療
糖尿病、肥胖或炎症性腸病。這些研究人員已證明操縱其中的一種信號能夠會改變小鼠體內的激素水平，包括GLP1的水平。
單細胞測序是一種相對較新的技術，被Science期刊評為「2013年年度十大科技突破之一」。通過使用這種技術，科學家們能夠在單細胞解析度下讀取基因的活性。這告訴他們什麼樣的
遺傳程序在單個細胞中是活躍的，並通過推導，告訴它的身份是什麼（比如，皮膚細胞或免疫細胞）。
人們已能夠讀取組織中的基因活性，但是這些讀出值總是在數千個混合在一起的細胞上測量到的。如今，通過單細胞測序，科學家們能夠讀取每個細胞的基因活性。這種改進可以與經典地理地圖和谷歌地圖之間的差異相媲美，在經典地理地圖中，城市被表示為一片顏色，而谷歌地圖可以單獨縮放到每個房子，在此過程中找到有趣的細節。鑑於這種技術廣泛用於研究，許多科學家如今正在使用它，以便在單細胞解析度下分析感興趣的器官或疾病。
但是，執行單細胞測序和解釋它的結果需要高度專業化的實驗室設備和數據分析算法。為了解決這個問題，一家名為Single Cell Discoveries的創業公司在胡布勒支研究所創建，該公司為世界各地的研究人員和臨床機構提供單細胞測序服務。（生物谷 Bioon.com）
參考資料：1.Tweaking of hormone-producing cells in the intestine2.Joep Beumer et al. Enteroendocrine cells switch hormone expression along the crypt-to-villus BMP signalling gradient. Nature Cell Biology, 2018, doi:10.1038/s41556-018-0143-y.3.Helmuth Gehart et al. Identification of enteroendocrine regulators by real-time single-cell differentiation mapping. Cell, 2019, doi:10.1016/j.cell.2018.12.029.