组织器官间交互(
inter-organ
crosstalk
)是常见的国自然研究角度,包括“脑
-
肠轴”、“肺
-
肠轴”等等,今天梳理近
1
年
10+
期刊上的文章和研究角度。
https://meetings.embo.org/event/21-molecular-mechanisms
1
)肠
-
肝轴:细菌外泌体
LPS
阳性细菌外泌体在肠
-
肝门静脉
-
肝脏轴的特征。
研究主要关注“
肠道菌群失调如何通过细菌外泌体(
bEV
)影响肠道与远隔器官之间的交流
”,研究发现
饮食诱导的肥胖(
DIO
)小鼠粪便样本中
LPS
阳性
EVs
的比例显著增加,在
DIO
小鼠中细菌外泌体(
bEV
)进入肝门静脉并到达肝脏,与
TLR4
、巨噬细胞标记物(
F4/80
、
CD86
和
CD206
)、细胞因子及其受体(
Il1rn
、
Ccr1
、
Cxcl10
、
Il2rg
和
Ccr2
)的表达增加相关。此外,部分
LPS
阳性细菌外泌体逃避肝脏代谢进入外周循环。
2
)肠
-
肺轴:记忆性γδ
T17
细胞
肠道记忆性γδ
T17
细胞加剧小鼠脓毒症诱导的急性肺损伤。
研究主要关注“
肠道记忆性γδ
T17
细胞在脓毒症诱导的急性肺损伤(
ALI
)中的作用及其机制
”,研究发现
脓毒症能够促使肠道γδ
T17
细胞迁移至肺部,并在小鼠中引发以
IL-17A
为主导的炎症反应
,
Wnt
信号通路在肺泡巨噬细胞中的激活导致
CCL1
上调,促进γδ
T17
细胞的迁移。
3
)肠
-
脑轴:肠道菌群代谢物
Gpr35
调控的肠微生物
-
脑代谢轴调节抑郁样行为。
研究主要关注“
肠道
G
蛋白偶联受体
Gpr35
如何通过肠微生物
-
脑代谢途径调节神经可塑性和抑郁行为
”,研究发现
心理压力会降低肠道上皮
Gpr35
,其基因缺失以微生物组依赖的方式诱发小鼠抑郁样行为
。
Gpr35
缺失小鼠和抑郁症患者肠道中
Parabacteroides distasonis
增加,
Gpr35
缺失和
Parabacteroides distasonis
定植小鼠的吲哚
-3-
甲醛(
IAld
)减少和吲哚
-3-
乳酸(
ILA
)增加,这两种物质由色氨酸分解途径的不同分支产生。
IAld
和
ILA
在与抑郁相关的脑区伏隔核中对神经可塑性有相反的调节作用。
IAld
补充可在压力或肠道上皮
Gpr35
缺陷的小鼠中产生抗抑郁效果。
4
)肠
-
肝
-
脑轴:肠道菌群
A. muciniphila
通过调节
BDNF
和血清素途径改善认知功能障碍。
研究主要关注“
益生菌
Akkermansia muciniphila
(
A.
muciniphila
)
对肠
-
肝
-
脑轴的调节作用及其在肝损伤中对认知功能的影响
”,研究发现
A. muciniphila
在肝性脑病和认知功能障碍人群中比例降低,
A.
muciniphila
改善肝损伤引起的认知功能障碍
:
A. muciniphila
通过恢复迷走神经的血清素表达(而不影响多巴胺途径)减轻肝组织损伤,提高
BDNF
和血清素的表达,并通过抑制血清素受体(
5-
羟色胺
2A
和
2B
)表达来抑制损伤。
5
)肺
-
脑轴:脂多糖
LPS
肺菌群来源的脂多糖激活小胶质细胞介导肺
-
脑轴在
PS-MPs
诱导认知功能障碍中的作用。
研究主要关注“
聚苯乙烯微塑料(
PS-MPs
)通过肺菌群来源的脂多糖激活小胶质细胞,介导肺
-
脑轴在认知功能障碍中的作用机制
”,研究发现
吸入
PS-MPs
会通过改变肺菌群组成产生更多脂多糖,促进小胶质细胞
M1
型极化,从而降低认知功能。
吸入
PS-MPs
虽未在大脑中积累,但行为实验显示小鼠认知功能受损,伴有肺和脑组织的组织病理学损伤。海马和肺组织中的神经可塑性因子与肺损伤相关的认知缺陷有关。
6
)心外膜脂肪
-
神经轴:神经肽
-
受体
脂肪
-
神经轴参与心外膜脂肪组织相关心律失常。
研究主要关注“
心外膜脂肪组织(
EAT
)与交感神经系统功能障碍在心律失常发生中的具体作用及其相互作用机制
”,研究发现
脂肪细胞分泌的瘦素激活交感神经,增加神经肽
Y
(
NPY
)的释放,进而通过与
Y1
受体(
Y1R
)相互作用,增强心肌细胞中
Na+/Ca2+
交换体(
NCX
)和钙
/
钙调蛋白依赖蛋白激酶
II
(
CaMKII
)的活性,触发心律失常
。
心律失常表型可通过使用瘦素中和抗体或
Y1R
、
NCX
、
CaMKII
的抑制剂部分阻断。
7
)肝
-
骨轴:外泌体
受损肝脏来源的外泌体通过
Fasn
加剧
2
型糖尿病中的牙槽骨丢失。
研究主要关注“
2
型糖尿病(
T2DM
)中异常代谢过程如何导致骨再生受损以及外泌体在其中的作用
”,研究发现
T2DM
中肝脏异常升高的外泌体在牙周区域显著富集,并诱导牙周韧带细胞(
PDLCs
)焦亡。脂肪合成酶(
Fasn
)是糖尿病外泌体中主要的差异表达分子,导致
PDLCs
中异位脂肪酸合成并激活
Gasdermin D
的裂解。肝脏
Fasn
的耗竭有效减轻
PDLCs
的焦亡并缓解骨丢失。
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