胃肠道直接与外界相通,易受外界环境的影响。急进高原人群经常会出现与高原环境相关的胃肠道症状,极大地影响了生命健康和工作效率。
据研究,在高原高海拔及缺氧条件下,肠道屏障功能受损是高原相关胃肠道疾病的原因之一,但是目前研究并没有阐明,在高原条件下伴随肠屏障损伤出现的胃肠道应激症状,如肠胀气、腹泻以及痉挛等功能障碍发生的机制,针对高原高海拔及缺氧条件下肠道功能障碍,目前也缺乏有针对性的治疗及预防措施,这一研究空白也是目前高原相关肠道疾病诊治和预防研究的瓶颈问题。
针对这一研究空白,陆军军医大学第二附属医院普外科肖卫东主任带领专业研究团队,通过低压氧舱构建高原小鼠模型,在国际上率先发现肠道独有的肠胶质细胞在高原相关的肠道功能障碍发生发展中扮演关键角色。
肠神经胶质细胞在肠神经系统中广泛存在,有别于身体其他部位的神经胶质细胞,肠胶质细胞在肠道炎症、屏障功能、分泌以及肠道运动等多种胃肠道病理生理活动中均发挥了重要的调控作用,而在高原高海拔及缺氧条件下,肠胶质细胞的功能改变在诱导肠屏障破坏和胃肠道神经功能异常中发挥着重要作用。
而通过分析高原环境中肠胶质细胞的功能改变及肠屏障破坏情况,首次发现高原条件下肠胶质细胞S100β分泌增加,高水平的S100β加重了高原条件下的肠屏障破坏。
基于所发现的肠胶质细胞S100β分泌增加与高原条件下肠屏障破坏密切相关,团队进一步阐明高原环境对肠胶质的影响和S100β加重肠屏障破坏的具体分子机理。
研究通过检测急进高原人群肠道功能及特异分子靶标,以及模拟高原缺氧动物模型及细胞实验,从多个层面多个角度,取得了一系列创新性的科学发现,包括:
(1)发现了暴露于高原环境的小鼠表现出明显的肠屏障破坏和胃肠道功能异常;
(2)通过动物实验的方法证实了在高原环境下肠道胶质细胞功能发生改变,但是高原环境并不影响肠胶质细胞的凋亡和增殖,而是通过分泌细胞因子调控肠道功能;
(3)发现了肠道上皮屏障功能损伤与肠胶质细胞分泌的S100β等细胞因子呈明显的相关趋势;
(4)进一步通过体外共培养模型,证实了缺氧条件下促进肠胶质细胞S100β分泌;S100β通过促进肠上皮细胞凋亡,增加肠道炎症因子表达,加重了高原条件下肠屏障的破坏。
团队结合高原患者病例资料、动物实验、体外模型等多个角度进行研究,首次从肠胶质细胞的角度探索高原条件下肠屏障破坏的可能机制及临床意义,发现高原环境下肠胶质细胞功能改变与高原条件下肠屏障破坏和胃肠道功能异常呈明显正相关关系,证实了肠胶质细胞分泌S100β增加通过促进肠上皮细胞凋亡,增加肠道炎症因子表达,直接参与了高原条件下肠屏障的破坏。
该研究发表于《Molecular Biomedicine》杂志,新桥医院普外科八年制博士谢会超、硕士研究生曾雄为共同第一作者,孙力华教授和肖卫东教授为共同通讯作者。
本研究从肠胶质细胞的角度填补了高原肠功能障碍研究的空白,为理解高原条件下肠屏障破坏的分子机制提供新的思路,也为临床治疗高原胃肠道功能异常提供新的潜在靶点。