来自Hubrecht研究所Organoid小组的研究人员发现，特定的肠道细胞，BEST4/CA7+细胞，在对引起腹泻的细菌毒素作出反应时调节电解质和水的平衡。他们的研究结果发表在《Cell Stem Cell》杂志上，表明当暴露于细胞因子干扰素-γ (IFNγ)时，这些细胞的数量大大增加，为治疗策略提供了一个有希望的靶点。
在肠道中，各种类型的细胞协同工作以保持电解质和水的平衡。细菌感染会破坏这种平衡，导致腹泻。然而，目前还不清楚哪些细胞主要受到这些毒素的影响。该研究的主要作者Daisong Wang说：“在这项研究中，我们研究了最近发现的BEST4/CA7+细胞，这是肠内膜中高度表达CFTR的一种特定类型的细胞，CFTR是电解质平衡的重要离子通道。”
虽然研究人员先前发现了BEST4/CA7+细胞的存在，但由于缺乏研究模型，它们的发育和功能尚未得到很好的理解。Wang和他的同事们通过在培养皿中培养人类肠道类器官来克服这个问题。他们利用这些类器官实验评估了BEST4/CA7+细胞对各种特定信号的反应。Wang指出：“使用细胞类型特异性报告器官和CRISPR介导的遗传修饰，我们发现Notch信号通路和名为SPIB的主调节因子对这些细胞的发育至关重要。”
研究小组之前观察到，当离子通道CFTR被激活时，类器官会肿胀。“然而，我们看到缺乏BEST4/CA7+细胞的类器官没有表现出这种肿胀，证实了这些细胞在控制液体平衡中的重要作用，”Wang解释说。这表明，BEST4/CA7+细胞是腹泻的关键靶点。
然后，研究人员添加了一种被称为IFNγ的I型免疫因子，它存在于细菌感染过程中。他们观察到的结果是显著的：“虽然这些细胞只代表肠道内壁的一小部分，但我们观察到，在暴露于IFNγ的类器官中，它们的数量增加了8倍以上，”Wang解释说。“这是第一次在人类肠道中发现I型免疫应答细胞类型，并且BEST4/CA7+细胞的显着生长强调了它们在免疫中的作用。另一方面，当用雷帕霉素治疗时，我们看到这些细胞的数量减少了。”这可能为自然调节BEST4/CA7+细胞数量提供了一种有希望的药理策略。
这项研究的见解不仅促进了我们对肠道生物学的理解，而且为治疗策略打开了新的大门。“通过改变BEST4/CA7+细胞的数量或靶向它们的细胞内功能机制，将BEST4/CA7+细胞确定为细菌毒素的主要目标，可能使我们能够更有效地控制液体释放。”Wang说。虽然最初的实验室结果很有希望，但需要进一步的研究来确定这些策略在实际应用中的有效性。
