摘要:肠道是高度可塑的器官,其再生和重塑机制多围绕损伤、营养或微生物群变化展开,但繁殖这一生理性重塑场景长期被忽视。早期研究提示妊娠期母体肠道会延长并增加吸收面积,但机制不明。
撰文 | 亦
肠道是高度可塑的器官,其再生和重塑机制多围绕损伤、营养或微生物群变化展开,但繁殖这一生理性重塑场景长期被忽视。早期研究提示妊娠期母体肠道会延长并增加吸收面积,但机制不明。
英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所Irene Miguel-Aliaga团队前期在果蝇中发现繁殖期肠道代谢重塑的遗传调控机制,受此启发,近日,Irene Miguel-Aliaga团队在Cell上发表了文章Growth of the maternal intestine during reproduction,利用小鼠模型系统解析哺乳动物母体肠道在繁殖期间的生长特征及分子机制,揭示其与饮食或微生物群诱导的肠道重塑的差异性。
研究团队通过多种技术手段系统解析了小鼠在妊娠和哺乳期肠道的动态重塑过程。首先进行形态学分析,测量妊娠期不同阶段肠道长度、绒毛高度、隐窝深度,并结合EdU标记追踪细胞增殖与迁移,发现妊娠期肠道在怀孕第7天开始延长,哺乳期达到峰值且部分不可逆;绒毛生长则在哺乳期结束后完全恢复。而后利用单细胞测序与空间转录组技术,鉴定出肠上皮细胞中代谢相关基因(如脂肪酸转运、糖代谢基因)在哺乳期显著上调,并发现峡部祖细胞(Fgfbp1+)和底部绒毛肠上皮细胞的比例增加。后通过电生理与基因敲除实验,揭示SGLT3a的钠/质子敏感性及其对祖细胞增殖的调控作用。最后进行微生物与饮食干预,通过无菌小鼠和益生菌干预实验,证实肠道重塑独立于微生物群变化;通过高盐/高糖饮食实验,发现高盐饮食可模拟繁殖期绒毛生长,提示离子信号的关键作用。
通过系列实验,作者发现繁殖期肠道重塑的双重机制——肠道延长和绒毛生长。其中肠道延长具有累积性和部分不可逆性,而绒毛生长则依赖SGLT3a介导的祖细胞增殖和细胞迁移加速,完全可逆。此外,作者发现SGLT3a通过感知钠/质子微环境,非自主性支持Fgfbp1+祖细胞扩增,但不影响整体消化功能。且肠道生长是生殖状态驱动的主动适应,而非营养摄入或微生物群变化的被动结果。
总的来说,此项研究揭示了繁殖期肠道重塑由独立于营养或微生物群的分子机制驱动这一器官特异性生长程序,并发现SGLT3a是关键调控因子。这提示靶向SGLT3a或离子信号通路可能优化妊娠期营养吸收,改善母婴健康,或预防产后肠道过度生长导致的代谢问题,为临床带来重要启示。
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来源:陈陈讲科学